زمین چگونه با ذوب یخ ها آرام آرام تغییر شکل می دهد

سیاره را تصور کنید که نفس می‌کشد، نه با شُش‌ها، بلکه با جابه‌جایی‌های آرام و صبورانه سنگ و آب که طی دهه‌ها، بی‌آنکه به چشم بیاید، خطوط بیرونی آن را اندکی تغییر می‌دهند. تصویر زمین به‌عنوان یک کره کامل آرامش‌بخش است. اما درست نیست.

وقتی سیاره می‌چرخد، نیروی گریز از مرکز باعث می‌شود در استوا برآمده‌تر و در قطب‌ها تخت‌تر شود. این شکل آشنای پخ‌کره، یکی از ویژگی‌های پایدار فیزیک سیاره‌ای است. اما پژوهش تازه کریستوفر کوتساکیس، زمین‌شناس دانشگاه ارسطو تسالونیکی، نشان می‌دهد این شکل ثابت نیست؛ در حال تغییر است، آن هم به شیوه‌ای که در نگاه نخست متناقض به نظر می‌رسد.

کوتساکیس دو دهه اندازه‌گیری زمینی بسیار دقیق از شبکه جهانی جی‌ان‌اس‌اس را بررسی کرد؛ مجموعه‌ای از ایستگاه‌های نقشه‌برداری که می‌توانند حرکت‌های عمودی در مقیاس میلی‌متر را تشخیص دهند. داده‌های او سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۱۵ را پوشش می‌دهد و الگویی شتاب‌گیر را آشکار می‌کند: مناطق قطبی سریع‌تر بالا می‌آیند، در حالی که نواحی نزدیک استوا بیشتر فرومی‌نشینند. بین سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۰، بالا‌آمدگی قطبی حدود ۰٫۵ میلی‌متر در سال بود. تا سال ۲۰۱۵ این نرخ تقریبا دو برابر شد و به ۱ میلی‌متر در سال رسید.

جمله‌ها کوتاه‌اند. معنا بزرگ است.

تصویر زمین از فضا توسط متئوستات آژانس فضایی اروپا.

چرا این موضوع اهمیت دارد؟ چون وقتی قطب‌ها بالا می‌آیند و استوا فرومی‌نشیند، پوسته سنگی سیاره اندکی کمتر تخت می‌شود و از نظر سطح جامد، به کره نزدیک‌تر به نظر می‌رسد. اما میدان گرانش زمین، که ژئوئید نام دارد، روایت متفاوتی ارائه می‌کند: اندازه‌گیری‌های گرانشی ماهواره‌ای در دهه‌های اخیر نشان می‌دهد ژئوئید تخت‌تر شده است، نه گردتر.

دو روند که ناسازگار به نظر می‌رسند. دو فرایند که با هم سازگارند.

راه آشتی دادن این دو مشاهده در بازتوزیع جرم نهفته است. صفحات یخی گرینلند و جنوبگان با سرعتی فزاینده جرم خود را از دست داده‌اند. وقتی بارهای عظیم یخ ذوب می‌شوند، پوسته زیر آن‌ها در فرایندی به نام تعدیل ایزوستاتیک یخچالی دوباره بالا می‌آید. زمین جامد خیز برمی‌دارد. ساده است. اما آب حاصل از ذوب ناپدید نمی‌شود. این آب وارد اقیانوس‌ها می‌شود و معمولا در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر انباشته می‌شود. این جرم منتقل‌شده، گرانش را در آن عرض‌ها افزایش می‌دهد و بستر دریا را پایین می‌کشد و به این ترتیب ژئوئید را تغییر می‌دهد.

پس سطح جامد و میدان گرانش به یک بازتوزیع یکسان جرم، واکنش‌های متفاوتی نشان می‌دهند. خشکی زیر قطب‌ها بازمی‌جهد و تخت‌شدگی فیزیکی پوسته زمین را کاهش می‌دهد. هم‌زمان، آب جابه‌جاشده جرم را به سمت استوا تقویت می‌کند و ژئوئید را پخ‌تر می‌سازد؛ نوعی تخت‌شدگی گرانشی که ماهواره‌ها می‌توانند آن را آشکار کنند.

اندازه‌گیری‌های جی‌ان‌اس‌اس نشان می‌دهد بین سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۱۵، فرونشست پیرامون استوای زمین افزایش یافته است (بالا) و بالا‌آمدگی به سمت قطب‌ها بیشتر شده است (پایین). 

مقاله کوتساکیس که در نشریه پژوهش‌های ژئوفیزیکی: زمین جامد منتشر شده، تأکید می‌کند که نگاه کردن به زمین از دریچه‌های رصدی گوناگون تا چه اندازه مهم است. ایستگاه‌های جی‌ان‌اس‌اس حرکت‌های سطحی را می‌خوانند: جابه‌جایی‌های عمودی بسیار کوچک سنگ و رسوب. ماهواره‌های گرانشی خود جرم را می‌خوانند: اینکه وزن چگونه در سراسر جهان جابه‌جا می‌شود. هیچ‌کدام از این دو مجموعه داده، به‌تنهایی تصویر کامل را نشان نمی‌دهد.

این کشف همچنین شیوه فکر کردن ما درباره از دست رفتن یخ‌ها و افزایش سطح دریا را بازتعریف می‌کند. پیامدهای ذوب شدن بسیار فراتر از بالا آمدن خط ساحلی است؛ این فرایند به‌طور ظریف شکل سیاره، گرانش زمین و توزیع تنش در پوسته را بازآرایی می‌کند. در گذر قرن‌ها، این تغییرات بر زمین‌ساخت، گردش اقیانوسی و حتی شیوه تعریف میانگین سطح دریا اثر بازخوردی خواهند داشت.

نتیجه ساده و کمی نگران‌کننده است: سایه‌نمای سیاره ما ایستا نیست. ذوب یخ‌ها، مهاجرت اقیانوس‌ها و بازگشت کشسان و آهسته سنگ، در حال تراشیدن آن هستند. اندازه‌گیری این دگرگونی‌ها به صبر، دقت و آمادگی برای خواندن هم‌زمان سیگنال‌های متضاد نیاز دارد. با ادامه ذوب یخ‌ها، زمین همچنان شکل خود را تغییر خواهد داد؛ آرام، توقف‌ناپذیر و به شکلی شگفت‌آور انسانی در مقاومت سرسختانه‌اش در برابر یکسان ماندن.