Bakken vi står på er ikke så solid som den ser ut til. Flere faktorer får hele Jorden til å riste og vingle. Jordets fasthet og uforanderlighet under føttene er en illusjon skapt av vårt begrensede synspunkt. Planeten vår roterer på sin akse hver 23. time 56 minutter og 4 sekunder. Det kretser også rundt solen, solsystemet kretser rundt Melkeveiens sentrum, og galaksen suser gjennom universet i retning av den store tiltrekningen. Hastighetene som er involvert i all denne handlingen er svimlende.
Selv om ikke alt dette tas i betraktning, er jorden langt fra stabil. Et sted under oss bryter hele tiden enorme biter av hverandre, og danner daler og skyver fjell ut. Kollider og dra hverandre for å danne elver og hav. Jorden under oss forandrer, strekker og vingler hele tiden og alltid.
For det meste er dette greit. Imidlertid gjør vår voksende forståelse av disse fenomenene oss i stand til å lære mer om den indre virkningen av planeten vår. Det er også praktisk for alle som prøver å navigere og lande et romfartøy. Det er syv ting som får jorden til å bevege seg. “Eppur si muove!” Sa Galileo. Og likevel snur det.
Under press
En bordklode er en perfekt sfære, så den roterer jevnt rundt en fast akse. Likevel er ikke jorden en sfære, og massen i den er ujevnt fordelt og har en tendens til å bevege seg. Derfor beveger både aksen som planeten roterer rundt og polene på denne aksen. Siden rotasjonsaksen er forskjellig fra aksen som massen er balansert i, vingler jorden mens den roterer.
Denne svingningen ble spådd av forskere tilbake i Isaac Newtons tid. Og for å være presis, består denne svingningen av flere.
Salgsfremmende video:
En av de viktigste er Chandler-svingningen, som først ble observert av den amerikanske astronomen Seth Chandler Jr. i 1891. Det får polene til å bevege seg 9 meter og fullfører en full syklus på 14 måneder.
Gjennom 1900-tallet har forskere fremmet en rekke årsaker, inkludert endringer i lagring av kontinentale farvann, atmosfærisk trykk, jordskjelv, interaksjoner ved grensene til jordens kjerne og mantel.
Geofysiker Richard Gross fra NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, California, løste mysteriet i 2000. Han brukte nye meteorologiske og oseaniske modeller på observasjoner av Chandler-svingningen i 1985-1995. Brutto beregnet at to tredjedeler av disse svingningene er forårsaket av trykkfluktuasjoner på havbunnen og en tredjedel av endringer i atmosfæretrykk.
"Deres relative betydning endres over tid," sier Gross, "men for øyeblikket regnes denne årsaken, en kombinasjon av endringer i atmosfærisk og oseanisk trykk, som den viktigste."
Vann sliter bort steinen
Årstidene er den nest største faktoren relatert til Jordens vingle. Fordi de fører til geografiske endringer i regn, snø og fuktighet.
Forskere var i stand til å bestemme polene ved hjelp av stjernenes relative posisjoner allerede i 1899, og siden 1970-tallet har de fått hjelp av satellitter. Men selv om du eliminerer påvirkningen fra sesong- og Chandler-svingninger, beveger de nordlige og sørlige rotasjonspolene seg fortsatt i forhold til jordskorpen.
I en studie som ble publisert i april 2016, fremhevet JPLs Surendra Adikari og Eric Ivins to kritiske deler av jordens wobble-puslespill.
Fram til 2000 beveget jordens rotasjonsakse seg mot Canada med to centimeter i året. Men så viste målinger at rotasjonsaksen endret retning til De britiske øyer. Noen forskere har antydet at dette kan være et resultat av istap på grunn av hurtig smelting av islandene fra Grønland og Antarktis.
Adikari og Ivins bestemte seg for å teste denne ideen. De sammenlignet GPS-målinger av polposisjoner med data fra GRACE, en studie som bruker satellitter for å måle masseendringer over hele jorden. De fant ut at smeltingen av isen fra Grønland og Antarktis bare utgjør to tredjedeler av det nylige skiftet i retning polene. Resten skal ifølge forskere forklares med tap av vann på kontinentene, hovedsakelig på det eurasiske landområdet.
Regionen lider av akviferuttømming og tørke. Likevel virker først volumet av vann som er involvert i dette for lite til å føre til slike konsekvenser.
Derfor så forskere på de berørte områdene. "Vi vet fra den grunnleggende fysikken i roterende gjenstander at bevegelsen av polene er veldig følsomme for endringer innen 45 grader av breddegrad," sier Adikari. Det vil si nøyaktig der Eurasia mistet vann.
Denne studien identifiserte også kontinental vannlagring som en sannsynlig forklaring på en annen slingring i jordens rotasjon.
Gjennom 1900-tallet kunne ikke forskere forstå hvorfor rotasjonsaksen forskyves hvert 6.-14. År, og etterlater seg 0,5-1,5 meter øst eller vest for sin generelle drift. Adikari og Ivins fant ut at fra 2002 til 2015 tilsvarte tørre år i Eurasia svinger mot øst, og våte år til bevegelser mot vest.
"Vi fant den perfekte kampen," sier Adikari. "Dette er første gang noen lykkes med å identifisere det perfekte samsvaret mellom årlig polarbevegelse og global mellomårig tørke-fuktighet."
Teknogen påvirkning
Bevegelsene til vann og is skyldes en kombinasjon av naturlige prosesser og menneskelige handlinger. Men det er andre effekter som påvirker jordens slingring.
I 2009 beregnet Felix Landerer, også av JPL, at hvis karbondioksidnivåene doblet seg fra 2000 til 2100, ville havene varme og utvide seg slik at Nordpolen ville bevege seg 1,5 centimeter i året mot Alaska og Hawaii i det neste århundre. …
I 2007 modellerte Landerer på samme måte effekten av oppvarming av havet forårsaket av den samme økningen i trykk og sirkulasjon fra karbondioksid på havbunnen. Han fant ut at disse endringene kunne skifte masse ved høyere breddegrader og forkorte dagen med omtrent 0,1 millisekunder.
Jordskjelv
Det er ikke bare store mengder vann og is som påvirker jordens rotasjon når den beveger seg. Forskyvningen av bergarter har også denne effekten hvis de er store nok.
Jordskjelv oppstår når de tektoniske platene som utgjør jordoverflaten plutselig begynner å "gni inn" når de går forbi. Dette kan også bidra. Brutto målte et kraftig jordskjelv med en styrke på 8,8 som rammet den chilenske kysten i 2010. I en foreløpig upublisert studie beregnet han at bevegelsen av platene forskjøvet jordas akse relativt til massebalansen med omtrent 8 centimeter.
Men dette er bare basert på evalueringen av modellen. Siden den gang har Gross og andre prøvd å observere de faktiske endringene i jordens rotasjon fra jordskjelvdata fra GPS-satellitter.
Så langt har dette vært mislykket, fordi det er ganske vanskelig å fjerne alle andre faktorer som påvirker jordens rotasjon. "Modellene er ikke perfekte, og det er mye støy som maskerer små jordskjelvsignaler," sier Gross.
Bevegelsen av masser som oppstår når tektoniske plater passerer i nærheten, påvirker også lengden på dagen. Brutto beregnet at jordskjelvet med en styrke på 9,1 som rammet Japan i 2011 reduserte dagens lengde med 1,8 mikrosekunder.
Skjelvende jord
Når et jordskjelv oppstår, setter det av seismiske bølger som fører energi gjennom tarmene på jorden.
Det er to typer av dem. "P-bølger" komprimerer og utvider flere ganger materialet de passerer gjennom; vibrasjoner beveger seg i samme retning som bølgen. Saktere "S-bølger" berget steinene fra side til side, og vibrasjonene er i rett vinkel mot deres kjøreretning.
Intense stormer kan også skape svake seismiske bølger, lik de som forårsaker jordskjelv. Disse bølgene kalles mikroseismer. Inntil nylig kunne ikke forskere bestemme kilden til S-bølger i mikrosismer.
I en studie publisert i august 2016 rapporterte Kiwamu Nishida fra University of Tokyo og Ryota Takagi fra Tohoku University å bruke et nettverk av 202 detektorer i Sør-Japan for å spore P- og S-bølger. De sporet opphavet til bølgene til en stor nordatlantisk storm kalt "værbomben": i denne stormen faller atmosfæretrykket i sentrum uvanlig raskt.
Å spore mikroseismer på denne måten vil hjelpe forskere å bedre forstå jordas indre struktur.
Månens påvirkning
Ikke bare jordiske fenomener påvirker bevegelsene til planeten vår. Nyere studier har vist at det skjer store jordskjelv med fullmåne og nymåne. Kanskje er dette fordi solen, månen og jorden er på linje, og dermed øker gravitasjonskraften som virker på planeten.
I en studie publisert i september 2016 analyserte Satoshi Ida fra University of Tokyo og kolleger tidevannsspenninger over to uker før store jordskjelv de siste tjue årene. Av de 12 største jordskjelv med en styrke på 8,2 eller større oppstod ni under en fullmåne eller en ny måne. For små jordskjelv ble det ikke funnet noen korrespondanse.
Ida konkluderte med at den ekstra gravitasjonspåvirkningen som oppstår på disse tidspunktene kan øke effekten av krefter på tektoniske plater. Disse endringene skal være små, men hvis platene allerede er strømførte, kan den ekstra kraften være tilstrekkelig til å utløse store brudd i bergartene.
Imidlertid er mange forskere skeptiske til Idas funn, siden han bare studerte 12 jordskjelv.
Skjelvende sol
Enda mer kontroversiell er ideen om at vibrasjoner som stammer dypt inne i solen kan forklare en rekke ristende fenomener på jorden.
Når gasser beveger seg inne i solen, gir de opphav til to forskjellige typer bølger. De som er født i prosessen med trykkendringer kalles p-modus, og de som dannes når tett materiale suges inn av tyngdekraften kalles g-modus.
P-modus tar flere minutter å fullføre en full vibrasjonssyklus; g-mod tar fra ti minutter til flere timer. Denne tidsperioden kalles modusen "periode".
I 1995 analyserte en gruppe ledet av David Thomson fra Queen's University i Kingston, Canada, mønstre av solvinden - strømmen av ladede partikler som kommer fra solen - fra 1992 til 1994. De la merke til svingninger som hadde de samme periodene som p- og g-modus, og antydet at solvibrasjonene på en eller annen måte var relatert til solvinden.
I 2007 rapporterte Thomson igjen at uforklarlige spenningssvingninger i undersjøiske nyttekabler, seismiske målinger på jorden og til og med avstengninger i telefonsamtaler har frekvensmønstre som stemmer overens med bølger i solen.
Forskere mener imidlertid at Thomsons påstander har skjelvet grunn. I følge simuleringer skal disse solvibrasjonene, spesielt g-modusene, være så svake når de når overflaten av sola at de ikke kunne påvirke solvinden på noen måte. Selv om dette ikke er tilfelle, må disse mønstrene ha blitt ødelagt av turbulensen i det interplanetære mediet lenge før de kom til Jorden.
Kanskje Thomsons idé er feil. Men det er mange andre grunner til at planeten vår rister og svinger.
ILYA KHEL
