El cambio de masa y el consiguiente aumento del nivel del mar debido a la extracción de agua subterránea ha causado que el polo de rotación de la Tierra se desvíe casi un metro en dos décadas.
Al bombear agua del suelo y moverla a otro lugar, los humanos han desplazado una masa tan grande de agua que la Tierra se inclinó casi 80 centímetros (31.5 pulgadas) hacia el este solo entre 1993 y 2010, según un nuevo estudio publicado el 15 de junio en Geophysical Research Letters, la revista de AGU para investigación de formato corto y alto impacto con implicaciones que abarcan las ciencias de la Tierra y el espacio.
Con base en modelos climáticos, los científicos estimaron previamente que los humanos bombearon 2.150 gigatoneladas de agua subterránea, equivalente a más de 6 milímetros (0,24 pulgadas) de aumento del nivel del mar, de 1993 a 2010. Pero validar esa estimación es difícil.
Un enfoque radica en el polo de rotación de la Tierra, que es el punto alrededor del cual gira el planeta. Se mueve durante un proceso llamado movimiento polar, que es cuando la posición del polo de rotación de la Tierra varía en relación con la corteza. La distribución del agua en el planeta afecta la forma en que se distribuye la masa. Al igual que agregar un poco de peso a una peonza, la Tierra gira de manera un poco diferente a medida que se mueve el agua.
“El polo de rotación de la Tierra en realidad cambia mucho”, dijo Ki-Weon Seo, geofísico de la Universidad Nacional de Seúl que dirigió el estudio. “Nuestro estudio muestra que entre las causas relacionadas con el clima, la redistribución del agua subterránea en realidad tiene el mayor impacto en la deriva del polo de rotación”.
Aquí, los investigadores comparan el movimiento polar observado (flecha roja, “OBS”) con los resultados del modelado sin (flecha azul discontinua) y con (flecha azul sólida) redistribución de masa de agua subterránea. El modelo con la redistribución de la masa del agua subterránea es mucho mejor para el movimiento polar observado, diciendo a los investigadores la magnitud y la dirección de la influencia del agua subterránea en el giro de la Tierra. Crédito: Seo et al. (2023), Geophysical Research Letters
La capacidad del agua para cambiar la rotación de la Tierra se descubrió en 2016, y hasta ahora, la contribución específica del agua subterránea a estos cambios rotacionales no estaba explorada. En el nuevo estudio, los investigadores modelaron los cambios observados en la deriva del polo de rotación de la Tierra y el movimiento del agua, primero, considerando solo las capas de hielo y los glaciares, y luego agregando diferentes escenarios de redistribución del agua subterránea.
El modelo solo coincidió con la deriva polar observada una vez que los investigadores incluyeron 2150 gigatoneladas de redistribución de agua subterránea. Sin él, el modelo estaba desviado por 78.5 centímetros (31 pulgadas), o 4.3 centímetros (1.7 pulgadas) de deriva por año.
“Estoy muy contento de encontrar la causa inexplicable de la deriva del poste de rotación”, dijo Seo. “Por otro lado, como residente de la Tierra y padre, estoy preocupado y sorprendido de ver que el bombeo de agua subterránea es otra fuente de aumento del nivel del mar”.
“Esta es una buena contribución y una documentación importante sin duda”, dijo Surendra Adhikari, científico investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro que no participó en este estudio. Adhikari publicó el documento de 2016 sobre la redistribución del agua que afecta la deriva rotacional. “Han cuantificado el papel del bombeo de agua subterránea en el movimiento polar, y es bastante significativo”.
La ubicación del agua subterránea importa cuánto podría cambiar la deriva polar; La redistribución del agua desde las latitudes medias tiene un mayor impacto en el polo de rotación. Durante el período de estudio, la mayor parte del agua se redistribuyó en el oeste de América del Norte y el noroeste de la India, ambos en latitudes medias.
Los intentos de los países de frenar las tasas de agotamiento de las aguas subterráneas, especialmente en esas regiones sensibles, teóricamente podrían alterar el cambio en la deriva, pero solo si tales enfoques de conservación se mantienen durante décadas, dijo Seo.
El poste de rotación normalmente cambia varios metros en aproximadamente un año, por lo que los cambios debidos al bombeo de agua subterránea no corren el riesgo de cambiar las estaciones. Pero en escalas de tiempo geológicas, la deriva polar puede tener un impacto en el clima, dijo Adhikari.
El siguiente paso para esta investigación podría ser mirar al pasado.
“Observar los cambios en el polo de rotación de la Tierra es útil para comprender las variaciones de almacenamiento de agua a escala continental”, dijo Seo. “Los datos de movimiento polar están disponibles desde finalesdel siglo 19. Por lo tanto, potencialmente podemos usar esos datos para comprender las variaciones del almacenamiento de agua continental durante los últimos 100 años. ¿Hubo algún cambio en el régimen hidrológico como resultado del calentamiento del clima? El movimiento polar podría contener la respuesta”.
Referencia: “Drift of Earth’s Pole Confirms Groundwater Depletion as a Significant Contributor to Global Sea Level Rise 1993–2010” por Ki-Weon Seo, Dongryeol Ryu, Jooyoung Eom, Taewhan Jeon, Jae-Seung Kim, Kookhyoun Youm, Jianli Chen, Clark R. Wilson, 15 de junio de 2023, Geophysical Research Letters. DOI: 10.1029/2023GL103509
Autores:
Ki-Weon Seo (autor para correspondencia), Centro de Investigación Educativa y Departamento de Educación en Ciencias de la Tierra, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, República de Corea Jae-Seung Kim, Kookhyoun Youm, Departamento de Educación en Ciencias de la Tierra, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, República de Corea Dongryeol Ryu, Departamento de Ingeniería de Infraestructura, Universidad de Melbourne, Parkville, Australia Jooyoung Eom, Departamento de Educación en Ciencias de la Tierra, Universidad Nacional Kyungpook, Daegu (República de Corea) Taewhan Jeon, Centro de Investigación Educativa, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, República de Corea Jianli Chen, Departamento de Agrimensura y Geoinformática, e Instituto de Investigación para la Tierra y el Espacio, Universidad Politécnica de Hong Kong, Hong Kong Clark Wilson, Departamento de Ciencias Geológicas y Centro de Investigación Espacial, Universidad de Texas en Austin, Austin, TX, EE.UU.
