Come il cambiamento climatico sta alterando la rotazione della Terra

15 luglio 2024

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da ETH Zurich

Per la prima volta, i ricercatori dell'ETH Zurich sono riusciti a spiegare completamente le varie cause del moto polare a lungo termine nel modeling più completo ad oggi, utilizzando metodi di intelligenza artificiale. Il loro modello e le loro osservazioni mostrano che il cambiamento climatico e il riscaldamento globale avranno una maggiore influenza sulla velocità di rotazione della Terra rispetto all'effetto della luna, che ha determinato l'aumento della durata del giorno per miliardi di anni.

Il cambiamento climatico sta causando il disgelo delle masse di ghiaccio in Groenlandia e in Antartide. L'acqua dalle regioni polari scorre nei mari del mondo e soprattutto nella regione equatoriale.

'Questo significa che sta avvenendo uno spostamento di massa, che sta influenzando la rotazione della Terra,' spiega Benedikt Soja, Professore di Geodesia Spaziale presso il Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Geomatica dell'ETH Zurigo.

'È come quando una pattinatrice fa una piroetta, prima tenendo le braccia vicine al corpo e poi distendendole,' afferma Soja. La rotazione inizialmente veloce diventa più lenta perché le masse si allontanano dall'asse di rotazione, aumentando l'inerzia fisica.

In fisica parliamo della legge della conservazione del momento angolare, e questa stessa legge governa anche la rotazione della Terra. Se la Terra ruota più lentamente, le giornate diventano più lunghe. Il cambiamento climatico sta quindi alterando anche la durata del giorno sulla Terra, sebbene solo minimamente.

I ricercatori dell'ETH del gruppo di Soja hanno pubblicato due nuovi studi sulle riviste Nature Geoscience e Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) su come il cambiamento climatico influisca sul moto polare e sulla durata del giorno.

Nello studio PNAS, i ricercatori dell'ETH Zurich mostrano che il cambiamento climatico sta aumentando anche la durata del giorno di pochi millisecondi rispetto ai suoi attuali 86.400 secondi. Questo perché l'acqua fluisce dai poli alle latitudini più basse e rallenta così la velocità di rotazione.

Un'altra causa di questo rallentamento è l'attrito mareale, che è innescato dalla luna. Tuttavia, il nuovo studio giunge a una conclusione sorprendente: se gli esseri umani continueranno a emettere più gas serra e la Terra si scalderà di conseguenza, ciò avrà alla fine una maggiore influenza sulla velocità di rotazione terrestre rispetto all'effetto della luna, che ha determinato l'aumento della durata del giorno per miliardi di anni.

'Noi esseri umani abbiamo un impatto maggiore sul nostro pianeta di quanto non immaginiamo,' conclude Soja, 'e questo naturalmente ci pone una grande responsabilità per il futuro del nostro pianeta.'

Tuttavia, gli spostamenti di massa sulla superficie terrestre e nel suo interno causati dal ghiaccio in fusione non modificano solo la velocità di rotazione della Terra e la durata del giorno: come dimostrano i ricercatori di Nature Geoscience, alterano anche l'asse di rotazione. Ciò significa che i punti in cui l'asse di rotazione incontra effettivamente la superficie terrestre si spostano.

I ricercatori possono osservare questo moto polare, che, su un arco temporale più lungo, arriva a circa dieci metri ogni cento anni. Qui non gioca un ruolo solo il disgelo dei ghiacci, ma anche i movimenti che avvengono nell'interno terrestre.

Nel mantello terrestre, dove la roccia diventa viscosa a causa dell'alta pressione, si verificano spostamenti nel corso di lunghi periodi di tempo. E ci sono anche flussi di calore nel metallo liquido del nucleo esterno della Terra, responsabili sia della generazione del campo magnetico terrestre che di spostamenti di massa.

Nel modeling più completo ad oggi, Soja e il suo team hanno dimostrato come il moto polare derivi da processi individuali nel nucleo, nel mantello e dal clima in superficie.

'Per la prima volta, presentiamo una spiegazione completa delle cause del moto polare a lungo periodo,' dice Mostafa Kiani Shahvandi, uno dei dottorandi di Soja e autore principale dello studio. 'In altre parole, ora sappiamo perché e come l'asse di rotazione della Terra si muove rispetto alla crosta terrestre.'

Un risultato particolare che emerge dallo studio è che i processi sulla Terra e al suo interno sono interconnessi e si influenzano reciprocamente. 'Il cambiamento climatico sta facendo muovere l'asse di rotazione della Terra, e sembra che il feedback dalla conservazione del momento angolare stia cambiando anche la dinamica del nucleo terrestre,' spiega Soja.

Kiani Shahvandi aggiunge, 'Il cambiamento climatico in corso potrebbe quindi influire anche sui processi profondi all'interno della Terra e avere una portata maggiore di quanto si pensasse in precedenza.' Tuttavia, non c'è motivo di preoccuparsi, poiché questi effetti sono minimi e è improbabile che costituiscano un rischio.