Викачування підземних вод змістило вісь обертання Землі на 80 см

Вода має масу, а маса має вплив. Якщо перемістити достатню кількість підземних вод з водоносних горизонтів на ферми, у міста та зрештою в океан, обертання Землі змінюється на вимірювану величину. Зміщення є незначним у планетарному масштабі, але цифра все одно вражає. За період з 1993 по 2010 рік дослідники підрахували, що виснаження підземних вод змістило полюс обертання Землі приблизно на 80 сантиметрів.

Ці дані походять з дослідження 2023 року, опублікованого в журналі Geophysical Research Letters. Науковці встановили, що люди виснажили близько 2150 гігатонн підземних вод між 1993 та 2010 роками. Коли дослідники додали цей рух води до своєї моделі полярного руху, модель набагато краще узгоджувалася зі спостережуваним дрейфом полюса обертання Землі. Ця ж втрата підземних вод еквівалентна приблизно 6,24 міліметра глобального підвищення рівня моря.

Кі Веон Со, геофізик з Сеульського національного університету та керівник дослідження, зазначає, що полюс обертання Землі насправді змінюється досить часто. За його словами, їхнє дослідження показує, що серед причин, пов'язаних з кліматом, перерозподіл підземних вод фактично має найбільший вплив на дрейф полюса обертання.

Полюс обертання Землі не закріплений на місці. Він дрейфує та коливається, коли маса переміщується по планеті. У 2016 році NASA описало цей ефект простими механічними термінами. Якщо додати вагу до однієї частини дзиги, що обертається, вона обертатиметься трохи інакше. Земля, очевидно, не іграшка на столі, але фізика схожа. Перемістіть достатню кількість води з суші в океан, і вісь обертання відреагує.

Дослідження в Geophysical Research Letters намагається додати конкретні цифри до цього розуміння. Со каже, що він дуже радий знайти незрозумілу причину дрейфу полюса обертання. З іншого боку, як мешканець Землі та батько, він стурбований і здивований, побачивши, що викачування підземних вод є ще одним джерелом підвищення рівня моря.

Дослідження використовувало дані з 1993 по 2010 рік та встановило, що виснаження близько 2150 гігатонн підземних вод допомогло перемістити полюс обертання Землі приблизно на 80 сантиметрів. Велика частина цього викачування була для зрошення та людського використання, причому вода, яка зберігалася під землею, зрештою потрапляла в океани.

У дослідженні науковці змоделювали спостережувані зміни полюса обертання Землі та перевірили різні сценарії перерозподілу води. Сценарій, який найкраще відповідав спостережуваному дрейфу, включав виснаження 2150 гігатонн підземних вод. Хоча рух полюса допоміг обмежити оцінку підземних вод, це не була точна картина того, як насоси виводять Землю з рівноваги.

Сурендра Адхікарі, науковий співробітник Лабораторії реактивного руху NASA, який брав участь у дослідженні 2016 року, каже, що додаткові дослідження є важливими. За його словами, вони кількісно визначили роль викачування підземних вод у полярному русі, і це досить значно.

Переміщення води з середніх широт має надмірний вплив на полярний рух. Дослідження 2023 року вказало на значне виснаження підземних вод у західній Північній Америці та північно-західній Індії як на особливо важливі для модельованого дрейфу.

Переоцінка 2026 року в Journal of Geodesy з використанням гідрологічної моделі WaterGAP виявила, що запаси наземної води відіграють значну роль у полярному русі в різних часових масштабах. Але в цій моделі довгостроковий тренд був спричинений головним чином змінами запасів снігової води, пов'язаними з моделями снігопадів та таненням льодовика Гренландії, тоді як підземні води та запаси водосховищ виявилися меншими, але все ще виявленими факторами. Дослідження також виявило, що його модельований довгостроковий тренд все ще не повністю узгоджується зі спостереженнями GRACE та супутникового лазерного діапазону.

Науковці також отримують кращі інструменти для ретроспективного аналізу. У 2026 році дослідники представили TWSTORE, чотиридесятирічну реконструкцію запасів наземної води, що починається з 1984 року, та ML-TWiX, щомісячну реконструкцію глобальних аномалій загальних запасів води, що охоплює період з 1980 по 2012 рік. Обидві спроби спрямовані на поглиблення записів запасів води в епоху до GRACE, де супутникові записи є меншими, а невизначеності стають важчими для ігнорування.

Полярний рух включає підземні води, сніг, льодовикові щити, льодовики, перерозподіл рівня моря, водосховища та процеси всередині самої Землі. Хоча новіші дослідження уточнили деякі частини цього балансу, вони ще не перетворили коливання планети на вирішене рівняння.

Со зазначає, що спостереження за змінами полюса обертання Землі корисне для розуміння змін запасів води в континентальному масштабі.

Що стосується впливу на людей, виснаження підземних вод може призвести до просідання землі, погіршення відносного підвищення рівня моря, навантаження на прибережні водоносні горизонти та допомогти солоній воді проникнути в місця, які залежать від прісних підземних вод. Дослідження 2026 року в Nature, присвячене 40 великим річковим дельтам, виявило, що сучасне просідання тепер перевищує абсолютне підвищення рівня моря як домінуючий фактор відносного підвищення рівня моря для більшості досліджуваних дельт. Запаси підземних вод показали найсильніший відносний вплив на вертикальний рух землі в 10 з 40 дельт. Інша глобальна оцінка прибережних районів 2026 року в Nature Water виявила статистично виявлені тенденції рівня підземних вод у 21 відсотку прибережних районів, причому зниження стає частішим протягом останніх дев'яти років дослідження.

Є й хороші новини. Огляд 2026 року в Science розглянув 67 випадків відновлення підземних вод після втручань та виявив, що водоносні горизонти можуть відновитися за правильних умов. Найчастіше рішення включали альтернативні джерела води, штучне поповнення, зміни політики або певну комбінацію цих трьох факторів. Але складність полягає в тому, що ці успіхи не є універсальними. Басейн, який відновлюється через те, що місто знайшло інше джерело води, не дає кожному посушливому регіону той самий шлях порятунку.