We hebben zoveel grondwater weggepompt dat de rotatie van de aarde is verschoven

De massaverschuiving en de daaruit voortvloeiende zeespiegelstijging als gevolg van het onttrekken van grondwater zorgden ervoor dat de rotatiepool van de aarde in twee decennia bijna een meter afdwaalde.

Door water uit de grond te pompen en naar elders te transporteren, verplaatsten mensen zo’n grote hoeveelheid water dat de aarde alleen al tussen 1993 en 2010 bijna 80 cm naar het oosten kantelde, volgens een nieuwe studie gepubliceerd op 15 juni in Geofysische onderzoeksbrievenAGU’s korte, krachtige onderzoeksjournaal met implicaties op het gebied van aard- en ruimtewetenschappen.

Gebaseerd op klimaatmodellen en wetenschappers eerder geschat Mensen hebben van 1993 tot 2010 2.150 gigaton grondwater opgepompt, wat overeenkomt met meer dan 6 millimeter (0,24 inch) zeespiegelstijging. Maar het valideren van deze schatting is moeilijk.

Een benadering ligt bij de rotatiepool van de aarde, het punt waar de planeet omheen draait. Het beweegt door een proces genaamd polaire beweging, dat is wanneer de positie van de rotatiepool van de aarde verandert ten opzichte van de korst. De verdeling van water op de planeet beïnvloedt hoe de massa wordt verdeeld. Net als het toevoegen van een beetje gewicht aan een tol, draait de aarde een beetje anders als het water verplaatst.

“De rotatiepool van de aarde verandert vaak”, zegt Ki-wyun Seo, een geofysicus aan de Seoul National University die de studie leidde. “Ons onderzoek toont aan dat onder klimaatgerelateerde oorzaken de herverdeling van grondwater eigenlijk de grootste impact heeft op schachtdrift.”

Hier vergeleken de onderzoekers de waargenomen polaire beweging (rode pijl, “OBS”) met modelleringsresultaten zonder (gestippelde blauwe pijl) en met (ononderbroken blauwe pijl) herverdeling van de grondwatermassa. Een model met herverdeling van grondwatermassa past beter bij de waargenomen polaire beweging, en vertelt onderzoekers over de omvang en richting van de invloed van het grondwater op de rotatie van de aarde. Krediet: Seo et al. (2023), Geofysische onderzoeksbrieven

Het was het vermogen van water om de rotatie van de aarde te veranderen 2016 ontdektTot op heden is de specifieke bijdrage van grondwater aan deze circulatieveranderingen niet onderzocht. In de nieuwe studie modelleerden de onderzoekers de waargenomen veranderingen in de roterende poolafwijking en waterbeweging van de aarde – eerst, waarbij alleen rekening werd gehouden met ijskappen en gletsjers, en vervolgens met verschillende scenario’s voor herverdeling van grondwater.

Het model kwam pas overeen met de polaire drift die werd waargenomen toen de onderzoekers 2.150 gigaton grondwaterherverdeling meetelden. Zonder dit werd het model jaarlijks gestopt bij 78,5 cm (31 inch) of 4,3 cm (1,7 inch) drift.

“Ik ben erg blij om de onverklaarbare oorzaak van asafwijking te vinden,” zei Seo. “Aan de andere kant, als landbewoner en ouder, ben ik bezorgd en verrast om te zien dat het oppompen van grondwater een andere bron van zeespiegelstijging is.”

“Dit is een geweldige bijdrage en absoluut een belangrijke documentatie”, zegt Surendra Adhikari, een onderzoekswetenschapper bij JPL die niet betrokken was bij deze studie. Adhikari publiceerde in 2016 een paper over de herverdeling van water die de rotatiedrift beïnvloedt. “Ze hebben de rol van grondwaterpompen in polaire beweging geïdentificeerd, en het is erg belangrijk.”

De locatie van het grondwater is belangrijk in de mate waarin het de polaire drift kan veranderen; Herverdeling van water vanaf de middelste breedtegraden heeft een groter effect op de schacht. Tijdens de studieperiode werd het meeste water herverdeeld in het westen van Noord-Amerika en het noordwesten van India, beide op gemiddelde breedtegraden.

Seo zei dat de pogingen van staten om de uitputting van het grondwater te vertragen, vooral in die gevoelige gebieden, in theorie de verandering in erosie zouden kunnen omkeren, maar alleen als dergelijke conserveringsmethoden tientallen jaren aanhouden.

De schacht verandert meestal met enkele meters in ongeveer een jaar, dus veranderingen als gevolg van het oppompen van grondwater lopen geen risico op veranderende seizoenen. Maar op geologische tijdschalen kan polaire drift een impact hebben op het klimaat, zei Adhikari.

De volgende stap voor dit onderzoek kan zijn om terug te kijken.

“Het observeren van veranderingen in de rotatiepool van de aarde is nuttig om continentbrede verschillen in wateropslag te begrijpen, ” zei Seo. Polaire bewegingsgegevens zijn beschikbaar sinds het einde van de 19e eeuw^j een eeuw. Daarom kunnen we deze gegevens gebruiken om inzicht te krijgen in de continentale verschillen in wateropslag in de afgelopen 100 jaar. Zijn er veranderingen geweest in het hydrologische regime als gevolg van een opwarmend klimaat? Polaire beweging kan het antwoord bieden.”

Referentie: “De poolafwijking van de aarde bevestigt de uitputting van grondwater als een belangrijke bijdrage aan de wereldwijde zeespiegelstijging 1993–2010” door Ki-wyun-seo, Dongriol-ryeo, Goyoung-eum, Taeohan-jeon, Jae-seong Kim, Kuhyun-eum, Jianli Chen, Clark R. Wilson, 15 juni 2023, hier beschikbaar. Geofysische onderzoeksbrieven.
doi: 10.1029/2023GL103509

Auteurs:

• Ki-Weon Seo (corresponderende auteur), Centrum voor Onderwijsonderzoek en Afdeling Aardwetenschappen, Seoul National University, Seoul, Republiek Korea
• Jae-Seung Kim, Kookhyyoun Youm, Department of Earth Science Education, Seoul National University, Seoul, Republiek Korea
• Dongriol Ryo, Afdeling Infrastructuurtechniek, Universiteit van Melbourne, Parkville, Australië
• Jooyoung Eom, Department of Earth Science Education, Kyungbuk National University, Daegu, Republiek Korea
• Taewhan Jeon, Centrum voor onderwijsonderzoek, Seoul National University, Seoul, Republiek Korea
• Jianli Chen, Afdeling Landmeetkunde en Geo-informatica, Instituut voor Aard- en Ruimteonderzoek, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong
• Clark Wilson, Afdeling Geowetenschappen en Space Research Center, Universiteit van Texas in Austin, Austin, Texas, VS