Untersuchungen zeigen, dass schmelzendes Eis die Erdrotation verlangsamt und ihre Achse verschiebt

Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Klimawandel die Erde bis ins Mark verändert.

Da Polareis und Gletscher aufgrund der globalen Erwärmung schmelzen, bewegt sich Wasser, das sich zuvor oben und unten auf der Erde konzentrierte, nun in Richtung Äquator. Die zusätzliche Masse um die Mitte der Erde verlangsamt ihre Rotation, was wiederum unsere Tage verlängert.

Eine neue Studie liefert weitere Beweise für diese Dynamik und legt nahe, dass die Veränderungen im Eis des Planeten tiefgreifend genug waren, um die Erdachse zu beeinflussen – die unsichtbare Linie in ihrem Zentrum, um die sie sich dreht. Zusammen führen diese Umwandlungen zu Reaktionen unter der Oberfläche, die sich auf die Flüssigkeiten auswirken, die sich im geschmolzenen Erdkern bewegen.

Die Ergebnisse wurden letzte Woche in zwei Fachzeitschriften veröffentlicht: Nature Geoscience und Proceedings of the National Academy of Sciences.

Die Studien deuten zusammen mit ähnlichen im März veröffentlichten Forschungsergebnissen darauf hin, dass Menschen grundlegende Elemente der physikalischen Eigenschaften des Planeten manipuliert haben – ein Prozess, der auch nach einer Stabilisierung der globalen Temperaturen und einem Gleichgewicht der schmelzenden Eisschilde anhalten wird.

„Man kann die Erdrotation zu den Dingen hinzufügen, die der Mensch vollständig beeinflusst hat“, sagte einer der Autoren der beiden neuen Studien, Benedikt Soja, Assistenzprofessor für Weltraumgeodäsie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich.

Die Veränderung der Erdrotation sei so bedeutend, dass sie eines Tages mit der Wirkung der vom Mond verursachten Gezeitenkräfte mithalten könne – wenn die Kohlenstoffemissionen weiterhin extrem hoch seien, sagte Suga.

Im Allgemeinen hängt die Geschwindigkeit der Erdrotation von der Form des Planeten und der Verteilung seiner Masse ab – Faktoren, die von mehreren gegensätzlichen Kräften bestimmt werden.

Wissenschaftler vergleichen es oft mit einem Schlittschuhläufer: Wenn sich Schlittschuhläufer mit ausgestreckten Armen drehen, sind ihre Kurven langsamer. Aber wenn Skater ihre Arme festhalten, werden ihre Kurven schneller sein.

In ähnlicher Weise verlangsamt die Reibung der Meeresgezeiten aufgrund der Schwerkraft des Mondes die Erdrotation. Dies hatte den größten Einfluss auf die Rotationsrate des Planeten in der Geschichte, sagte Suga.

Unterdessen wirkt in einigen Regionen hoher Breiten die langsame Erholung der Erdkruste nach der Entfernung eiszeitlicher Gletscher in die entgegengesetzte Richtung und beschleunigt die Rotation des Planeten.

Beide Prozesse haben seit langem erwartete Auswirkungen auf die Winkelgeschwindigkeit der Erde.

Aber jetzt ist das schnelle Abschmelzen des Eises aufgrund der globalen Erwärmung eine mächtige neue Kraft. Wenn Menschen den Planeten weiterhin mit Kohlenstoffemissionen verschmutzen, könnten die Auswirkungen des Eisverlusts die des Mondes übertreffen, sagte Suga.

„Im schlimmsten Fall wird der Klimawandel zum dominierenden Faktor werden“, fügte er hinzu.

Der vierte wichtige Faktor, der die Erdrotation beeinflusst, ist die Bewegung von Flüssigkeiten in ihrem Kern. Wissenschaftler wissen seit langem, dass dies die Rotation des Planeten beschleunigen oder verlangsamen könnte – ein Trend, der sich in Abständen von 10 bis 20 Jahren ändern kann. Derzeit beschleunigt der Erdkern vorübergehend die Erdrotation leicht und wirkt so der durch den Klimawandel verursachten Verlangsamung entgegen.

Der Klimawandel scheint sich aufgrund des schmelzenden Eises und der Verschiebung der Rotationsachse des Planeten auch auf den Erdkern auszuwirken.

Die Forscher hinter der neuen Studie erstellten ein 120-Jahres-Modell der Polarbewegung oder wie sich die Achse im Laufe der Zeit verschiebt. Sie fanden heraus, dass Veränderungen in der Massenverteilung auf dem Planeten aufgrund des schmelzenden Eises wahrscheinlich zu kleinen Schwankungen der Polarbewegung beitrugen.

Suga schätzte, dass der Klimawandel innerhalb eines Jahrzehnts wahrscheinlich für eine Veränderung von einem Meter verantwortlich sei.

Forschungsergebnisse deuten außerdem darauf hin, dass sich die Bewegung von geschmolzenem Gestein innerhalb der Erde an Änderungen ihrer Achse und Rotationsgeschwindigkeit anpasst – ein Rückkopplungsprozess, bei dem die Erdoberfläche ihr Inneres beeinflusst.

„Die Rotation ändert sich ein wenig, und wir glauben, dass sich dies indirekt auf das Herz auswirken könnte. Das ist etwas, das nicht einfach direkt zu messen ist, weil wir nicht dorthin gelangen können“, sagte Suga.

Die Ergebnisse beziehen sich darauf, wie Menschen die Zeit bestimmen und wie man Satelliten im Weltraum platziert.

„Wenn wir zum Beispiel eine neue Mission zum Mars schicken wollen, müssen wir wirklich den genauen Zustand der Erde im Weltraum kennen, und wenn sich dieser Zustand ändert, machen wir möglicherweise einen Navigationsfehler oder einen Erkundungsfehler“, sagte Suga.

Beispielsweise könnte eine Änderung der Erdachse um einen Meter dazu führen, dass die Raumsonde ihr Ziel bei ihrer Ankunft auf dem Mars um 100 oder 1.000 Meter verfehlt.

Was die Zeitmessung betrifft, deuten im März veröffentlichte Forschungsergebnisse darauf hin, dass der Klimawandel die Notwendigkeit verzögert hat, der koordinierten Weltzeit eine „negative Schaltsekunde“ hinzuzufügen, um die Uhren der Welt mit der Erdrotation in Einklang zu bringen.

Duncan Agnew, ein Geophysiker am Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego, der die vorherige Studie leitete, sagte, die neue Forschung passe „sehr gut“ zu seiner Arbeit.

„Es erweitert das Ergebnis in die ferne Zukunft und betrachtet mehr als ein Klimaszenario“, sagte Agnew und fügte hinzu, dass Soga und seine Mitteilnehmer zwar einen anderen Ansatz verfolgten, aber zu einem ähnlichen Ergebnis wie er gelangten.

„Mehrfachentdeckungen sind in der Wissenschaft fast die Regel – und das ist ein anderer Fall“, sagte Agnew.

Thomas Herring, Professor für Geophysik am MIT, der an keiner der beiden Studien beteiligt war, sagte, die neue Forschung könnte tatsächlich Aufschluss darüber geben, wie sich Veränderungen auf der Erdoberfläche auf das auswirken, was im Inneren geschieht.

„Was die Rückkopplung zwischen Oberflächenprozessen und dem Kern betrifft, halte ich es für plausibel“, sagte Herring in einer E-Mail und erklärte, dass „großräumige“ Prozesse an der Oberfläche „in den flüssigen Kern eindringen könnten“.