Probíhající klimatické změny mají celou řadu dopadů na život na naší planetě. Vědci z ETH Zürich zjistili, že tání ledovců ovlivňuje způsob, jakým se Země otáčí, působí na zemskou osu rotace a délku dne. Tvrdí, že rychlost rotace, která byla dosud ovlivňována hlavně Měsícem, může v budoucnosti mnohem více záviset na klimatu.
Hlavní pointa tkví ve skutečnosti, že klimatická změna způsobuje tání ledovců v Grónsku a Antarktidě. Voda z polárních oblastí pak proudí do světových oceánů, zejména do rovníkových oblastí. „To znamená, že dochází k přerozdělení hmoty, což ovlivňuje rotaci Země,“ vysvětluje základní principy profesor kosmické geodézie Benedikt Soja.
Představte si piruetu krasobruslařky
Soja přirovnává tento proces k piruetě krasobruslařky, která nejprve drží ruce blízko těla a poté je roztáhne. Rychlá rotace se zpomalí, protože se hmota vzdaluje od osy rotace, což zvyšuje setrvačnost. V tomto případě hovoříme o zákonu zachování momentu hybnosti, a tento zákon také řídí rotaci Země.
Posun hmoty mění polohu zemské osy a zpomaluje rotaci planety, což vede k prodlužování délky dne o několik milisekund. Tato změna, i když je z pohledu běžného člověka naprosto minimální, může mít významné důsledky pro naše planetární systémy, jako je satelitní navigace a geofyzikální měření.
Další příčinou zpomalení rotace je přílivové tření způsobované Měsícem. Studie však přichází s překvapivým závěrem, že pokud lidé budou nadále emitovat skleníkové plyny a Země se bude odpovídajícím způsobem oteplovat, bude to mít nakonec větší vliv na rychlost rotace Země než efekt Měsíce, který určoval prodlužování délky dne po miliardy let. „Lidé mají na naši planetu větší vliv, než si uvědomují,“ konstatuje Soja, „a to přirozeně klade velkou odpovědnost na nás ohledně budoucnosti naší planety.“
Změny v rozložení hmoty na povrchu Země a v jejím nitru způsobené táním ledu mění nejen rychlost rotace Země a délku dne. Dle vědeckých poznatků mění také osu rotace. To znamená, že se body, kde osa rotace skutečně protíná povrch Země, pohybují. Tento pohyb, který lze pozorovat, dosahuje zhruba deseti metrů za sto let.
Pomohla umělá inteligence
V dosud nejkomplexnějším modelování ukázali Soja a jeho tým, jak pohyb pólů vyplývá z nejen z procesů v jádru a plášti, ale i z klimatických změn na povrchu. Studie ukazuje, že změny osy rotace Země jsou důsledkem kombinace několika faktorů, včetně pohybů tekutého kovu ve vnějším jádru, změn v plášti a změn v distribuci hmoty na povrchu způsobených táním ledovců.
Jedním z nejvýznamnějších zjištění je, že procesy na Zemi a uvnitř ní jsou vzájemně propojené a ovlivňují se. „Klimatická změna způsobuje pohyb osy rotace Země a zdá se, že zpětná vazba ze zákona zachování momentu hybnosti také mění dynamiku zemského jádra,“ vysvětluje Soja. Kiani Shahvandi dodává: „Pokračující klimatické změny tedy mohou ovlivňovat procesy hluboko uvnitř Země a mít větší dosah, než se dosud předpokládalo“.
Vědci použili umělou inteligenci, ve které aplikovali zákony a principy fyziky k vývoji obzvláště výkonných a spolehlivých algoritmů strojového učení. Použití neuronových sítí umožnilo vytvoření modelů, které jsou přesnější a spolehlivější než tradiční metody. Algoritmy vyvinuté Kianim Shahvandim dokázaly poprvé zaznamenat všechny efekty na povrchu Země, v jejím plášti a jádru, a modelovat jejich možné interakce. Výsledky výpočtů ukazují, jak se rotační póly Země pohybovaly od roku 1900.
Výsledky vědeckého bádání byly publikovány hned ve dvou renomovaných odborných časopisech. 12. července byly zveřejněny v Nature Geoscience a o tři dny později také v Proceedings of the National Academy of Sciences.