Nous avons pompé tellement d’eau souterraine que la rotation de la Terre s’est décalée

Le déplacement de masse et l’élévation du niveau de la mer qui en a résulté en raison du prélèvement des eaux souterraines ont fait errer le pôle de rotation de la Terre de près d’un mètre en deux décennies.

Selon une nouvelle étude publiée le 15 juin dans Lettres de recherche géophysiqueJournal de recherche court et à fort impact de l’AGU avec des implications couvrant les sciences de la terre et de l’espace.

Basé sur des modèles climatiques et des scientifiques précédemment estimé Les humains ont pompé 2 150 gigatonnes d’eau souterraine, ce qui équivaut à plus de 6 millimètres (0,24 po) d’élévation du niveau de la mer, de 1993 à 2010. Mais valider cette estimation est difficile.

Une approche se situe au pôle de rotation de la Terre, qui est le point autour duquel la planète orbite. Il se déplace à travers un processus appelé mouvement polaire, qui se produit lorsque la position du pôle de rotation de la Terre change par rapport à la croûte. La répartition de l’eau sur la planète affecte la répartition de la masse. Comme ajouter un peu de poids à une toupie, la Terre tourne un peu différemment lorsqu’elle déplace l’eau.

« Le pôle de rotation de la Terre change souvent », a déclaré Ki-wyun Seo, géophysicien à l’Université nationale de Séoul qui a dirigé l’étude. « Notre étude montre que parmi les causes liées au climat, la redistribution des eaux souterraines a en fait le plus grand impact sur la dérive des puits. »

Ici, les chercheurs ont comparé le mouvement polaire observé (flèche rouge, « OBS ») aux résultats de modélisation sans (flèche bleue en pointillés) et avec (flèche bleue continue) la redistribution de la masse des eaux souterraines. Un modèle avec redistribution de la masse des eaux souterraines correspond mieux au mouvement polaire observé, informant les chercheurs de l’ampleur et de la direction de l’influence des eaux souterraines sur la rotation de la Terre. Crédit : Seo et al. (2023), Lettres de recherche géophysique

C’était la capacité de l’eau à modifier la rotation de la Terre Découvert en 2016À ce jour, la contribution spécifique des eaux souterraines à ces changements de circulation n’a pas été explorée. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont modélisé les changements observés dans la dérive des pôles de rotation de la Terre et le mouvement de l’eau, d’abord en ne prenant en compte que les calottes glaciaires et les glaciers, puis en ajoutant différents scénarios pour la redistribution des eaux souterraines.

Le modèle ne correspondait à la dérive polaire observée qu’une fois que les chercheurs avaient inclus 2 150 gigatonnes de redistribution des eaux souterraines. Sans cela, le modèle a été arrêté à 78,5 cm (31 po), ou 4,3 cm (1,7 po), de dérive par an.

« Je suis très heureux de trouver la cause inexpliquée de la dérive de l’arbre », a déclaré Seo. « D’un autre côté, en tant qu’habitant de la terre et parent, je suis inquiet et surpris de voir que le pompage des eaux souterraines est une autre source d’élévation du niveau de la mer. »

« C’est une contribution incroyable et certainement une documentation importante », a déclaré Surendra Adhikari, chercheur au JPL qui n’a pas participé à cette étude. Adhikari a publié un article de 2016 sur la redistribution de l’eau affectant la dérive de rotation. « Ils ont identifié le rôle du pompage des eaux souterraines dans le mouvement polaire, et c’est très important. »

L’emplacement de l’eau souterraine est important dans la mesure où il peut modifier la dérive polaire ; La redistribution de l’eau des latitudes moyennes a un effet plus important sur le puits. Au cours de la période d’étude, la majeure partie de l’eau a été redistribuée dans l’ouest de l’Amérique du Nord et le nord-ouest de l’Inde, tous deux aux latitudes moyennes.

Seo a déclaré que les tentatives des pays pour ralentir les taux d’épuisement des eaux souterraines, en particulier dans ces zones sensibles, pourraient théoriquement inverser le changement de l’érosion, mais seulement si ces méthodes de conservation persistent pendant des décennies.

Le puits change généralement de plusieurs mètres en un an environ, de sorte que les changements causés par le pompage des eaux souterraines ne risquent pas de changer de saison. Mais à des échelles de temps géologiques, la dérive polaire peut avoir un impact sur le climat, a déclaré Adhikari.

La prochaine étape de cette recherche pourrait être de regarder en arrière.

« Observer les changements dans le pôle de rotation de la Terre est utile pour comprendre les différences de stockage de l’eau à l’échelle du continent », a déclaré Seo. Les données de mouvement polaire sont disponibles depuis la fin du 19e siècle^y un siècle. Par conséquent, nous pouvons utiliser ces données pour comprendre les différences continentales de stockage de l’eau au cours des 100 dernières années. Y a-t-il eu des changements dans le régime hydrologique causés par un réchauffement climatique ? Le mouvement polaire peut contenir la réponse.

Référence : « La dérive des pôles de la Terre confirme l’épuisement des eaux souterraines en tant que facteur important de l’élévation du niveau de la mer dans le monde de 1993 à 2010 » Par Ki-wyun-seo, Dongriol-ryeo, Goyoung-eum, Taeohan-jeon, Jae-sung Kim, Kuhyun-eum, Jianli Chen, Clark R. Wilson, 15 juin 2023, disponible ici. Lettres de recherche géophysique.
doi: 10.1029/2023GL103509

Auteurs:

• Ki-Weon Seo (auteur correspondant), Center for Educational Research and Department of Earth Science Education, Seoul National University, Séoul, République de Corée
• Jae-Seung Kim, Kookhyoun Youm, Department of Earth Science Education, Seoul National University, Séoul, République de Corée
• Dongriol Ryo, Département d’ingénierie des infrastructures, Université de Melbourne, Parkville, Australie
• Jooyoung Eom, Département d’enseignement des sciences de la Terre, Université nationale de Kyungbuk, Daegu, République de Corée
• Taewhan Jeon, Centre de recherche pédagogique, Université nationale de Séoul, Séoul, République de Corée
• Jianli Chen, Department of Land Surveying and Geoinformatics, Institute of Earth and Space Research, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong
• Clark Wilson, Department of Geosciences, and Space Research Center, University of Texas at Austin, Austin, TX, États-Unis