El cambio climático altera el eje de rotación de la Tierra

Nota publicada en l’edició digital del diari La Vanguardia del dilluns 11 d’abril.

Un buen globo terráqueo simula a nuestro planeta en tres dimensiones girando de forma perfecta sobre un eje que une el Polo Norte y el Polo Surpero la realidad es un poco más compleja: el eje de rotación de la Tierraoscila constantemente -aunque sea en una medida relativamente pequeña.

Uno de los factores que está provocando una oscilación de este eje es el cambio climático y la alteración que este fenómeno global provoca en la masa del agua y el hielo que se encuentran en la superficie terrestre, según los datos difundidos por un equipo de expertos de la NASA a través de un artículo publicado el pasado 8 de abril en la revista Science Advances.

El derretimiento de las capas de hielo, especialmente en Groenlandia, está provocando este cambio de distribución de peso, lo que ha derivado en una modificación del curso del Polo Norte y el movimiento del eje rotacional de la Tierra en relación a su corteza, conocido como movimiento polar, según este estudio.

Desplazamiento del eje de rotación de la Tierra
Desplazamiento del eje de rotación de la Tierra (NASA)

Científicos han medido con precisión el movimiento polar y el verdadero polo desde 1899, y durante casi todo el siglo XX hubo una migración leve hacia Canadá. Pero esto ha cambiado en este siglo, ya que el movimiento que se registra es hacia Inglaterra, según explica Surendra Adhikari, principal autor del artículo e integrante del Jet Propulsion Lab de la NASA.

“El reciente cambio de la dirección que había en el siglo XX es apreciable”, dijo Adhikari. Si bien los científicos afirman que el giro es inofensivo, eso no quita que sea significativo. Jonathan Overpeck, profesor de geociencias en la Universidad de Arizona, quien no participó del estudio, manifestó que “esto subraya cuán real y profundo es el impacto que los humanos están teniendo en el planeta”.

Datos importante para sistemas como el GPS

Para tener una idea de la precisión de los estudios científicos se debe destacar que el mayor desplazamiento observado hasta ahora del eje de la Tierra ha sido de unos 12 metros. Este cambio no supone ningún efectos negativos inmediatos sobre el medio ambiente y las personas pero si que puede ser importante que sea tenido en cuenta, por ejemplo, en la calibración de sistemas de posicionamiento como el GPS.

Desde 2003, Groenlandia ha perdido en promedio más de 272,1 billones de kilos de hielo al año, y eso afecta la forma en que la Tierra se “tambalea”, similar a lo que ocurre con un patinador artístico cuando levanta una pierna y realiza un giro, dijo Eirk Irvins, científico de la NASA y coautor del estudio.

Además de eso, la región Oeste de la Antártica pierde 275 billones de kilos de hielo, mientras que la región Este gana unos 74,8 billones de kilos de hielo anualmente, lo que también incide en acentuar la inclinación observada, dijo Ivins. Todos se combinan para provocar el empuje del movimiento polar hacia el Este, dice Adhikari. Jianli Chen, científico del Centro de Investigación Espacial de la Universidad de Texas, inicialmente atribuyó la modificación polar al cambio climático en 2013, y ahora afirma que este nuevo estudio lleva su trabajo un paso adelante. “No hay nada de qué preocuparse”, dice Chen, quien no participó de la investigación de la NASA. “Es sólo otro efecto interesante del cambio climático”, añadió.

En el artículo publicado en Science Avances, Surendra Adhikari y Erik Ivins, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, investigaron cómo el movimiento del agua en todo el mundo contribuye a las oscilaciones de rotación de la Tierra. Estudios anteriores han identificado muchas conexiones entre los procesos en la superficie o en el interior de la Tierra y en las formas errantes de nuestro planeta. Por ejemplo, el manto de la Tierra todavía se reajusta a la pérdida de hielo en América del Norte después de la última edad de hielo, y la masa reducida por debajo de ese continente tira del eje de giro hacia Canadá, a razón de unas pocas pulgadas cada año. Sin embargo, algunos movimientos aún no se explican.

Un giro brusco hacia el Este

Alrededor del año 2000, el eje de rotación de la Tierra dio un giro brusco hacia el este y ahora está a la deriva casi dos veces más rápido que antes, a un ritmo de casi 17 centímetros cada año. “Ya no se está moviendo hacia la bahía de Hudson, pero en su lugar se mueve hacia las Islas Británicas,” dijo Adhikari.

Los científicos han sugerido que la pérdida de masa de Groenlandia y de la Antártida de la capa de hielo que se derrite rápidamente podría estar causando el desplazamiento hacia el este del eje de rotación. Los científicos del JPL evaluaron esta idea usando observaciones del Centro de Recuperación de Gravedad y de Experimentos Climáticos (GRACE) de los satélites de la NASA, que proporcionan un registro mensual de los cambios en la masa alrededor de la Tierra. Esos cambios son causados en gran medida por los movimientos del agua a través de los procesos cotidianos tales como la acumulación de nieve y el agotamiento de las aguas subterráneas. Se calculó la cantidad de masa que participó en el ciclo del agua en las zonas terrestres de la Tierra y sus océanos en los años 2003-2015, y el grado en que las pérdidas y ganancias de masa tiraron y empujaron sobre el eje de rotación.

Elementos que se suman

Los cálculos de Adhikari e Ivins mostraron que los cambios en Groenlandia solos no generan la gigantesca cantidad de energía necesaria para extraer el eje de giro. En el hemisferio sur, la pérdida de masa del hielo en la Antártida Occidental es la que está tirando, y el aumento de la masa de hielo en la Antártida oriental está empujando al eje de rotación de la Tierra en la misma dirección que Groenlandia está tirando desde el norte, pero el efecto combinado todavía no es suficiente para explicar el aumento de velocidad y una nueva dirección.

Los investigadores encontraron la respuesta en Eurasia. “La mayor parte de la respuesta es un déficit de agua en Eurasia: el subcontinente indio y la zona del Mar Caspio”, dijo Adhikari. El hallazgo fue una sorpresa. Esta región ha perdido masa de agua debido al agotamiento de los acuíferos y la sequía, pero la pérdida no es mucho mas grande que el cambio de masa en las capas de hielo.

Entonces, ¿por qué la pérdida más pequeña tiene un efecto tan grande y fuerte? Los investigadores dicen que es debido a que el eje de rotación es muy sensible a los cambios que se producen en torno a los 45 grados de latitud, tanto al norte como al sur. “Esto está bien explicado en la teoría de la rotación de objetos”, explicó Adhikari. “Es por eso que los cambios en el subcontinente indio, por ejemplo, son tan importantes.”

Datos de la misión GRACE

En el proceso de resolver este misterio reciente, los investigadores llegaron inesperadamente con una nueva solución prometedora a un problema muy antiguo. Una oscilación en particular en la rotación de la Tierra ha dejado perplejos a los científicos desde que las observaciones comenzaron en 1899. Cada seis a 14 años, el eje de giro se tambalea alrededor de 0,5 a 1,5 metros al este o al oeste de la dirección general de la deriva. “A pesar de los enormes esfuerzos teóricos y de modelización, ningún mecanismo que se había propuesto antes podía explicar esta oscilación enigmática”, dijo Adhikari.

Mediante la alineación de un gráfico de la oscilación de este a oeste durante el período en que estuvieron disponibles contra un gráfico de los cambios en el almacenamiento de agua continental en el mismo período de los datos de GRACE, los científicos del JPL han detectado una similitud sorprendente entre los dos. Los cambios en el hielo polar parecía no tener ninguna relación con el bamboleo. Solamente los cambios en el agua sobre la tierra por los años secos en Eurasia, corresponden a las oscilaciones hacia el este, mientras que los años húmedos corresponden al bamboleo hacia el Oeste.

Desplazamiento del eje de rotación de la Tierra
Desplazamiento del eje de rotación de la Tierra (NASA)

Cuando los investigadores analizaron las observaciones sobre los cambios en la masa de agua de la tierra a partir de abril de 2002 a marzo el año 2015 en las ecuaciones de la física clásica que predicen poles, encontraron que los resultados concordaron con lo observado en el tambaleo este-oeste. “Esto es mucho más que una simple correlación”, dijo el coautor Ivins. “Hemos aislado la causa.”

El descubrimiento plantea la posibilidad de que en el registro de 115 años de oscilaciones este-oeste en el eje de rotación de la Tierra puede, de hecho, ser un muy buen registro de los cambios en el almacenamiento de agua del suelo. “Eso nos podría decir algo sobre el clima del pasado – si la intensidad de la sequía o humedad ha ampliado con el tiempo, y en que ubicaciones”, dijo Adhikari.

“Los registros históricos de movimiento polar son a nivel mundial integral en su sensibilidad y extraordinariamente precisos,” dijo Ivins. “Nuestro estudio muestra que este conjunto inicial de datos se puede utilizar para aprovechar la información vital acerca de los cambios en el almacenamiento de agua continental y capas de hielo a través del tiempo.”

GRACE es una misión de la NASA conjunta con el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y el Centro de Investigación Alemán de Geociencias (GFZ), en colaboración con la Universidad de Texas en Austin.

Artículo científico de referencia:

Climate-driven polar motion: 2003–2015. Surendra Adhikari and Erik R. Ivins. Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology.Science Advances, 08 Apr 2016: Vol. 2, no. 4, e1501693 DOI: 10.1126/sciadv.1501693

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