地球の自転がずれてしまうほど大量の地下水を汲み上げた

人間による地下水の採取と再分配により、20年間（1993年から2010年）で地球の自転極が1メートル近く移動し、海面上昇に寄与したことがGeophysical Research Lettersに発表された研究で明らかになった。 水の再分配のほとんどは北米西部とインド北西部で発生しており、そのような地域での地下水枯渇を削減する取り組みは理論的にはこの変化に影響を与える可能性がある。 この現象は季節を変える危険はありませんが、地質学的時間スケールで気候に影響を与える可能性があります。

質量の移動と、それに伴う地下水の採取による海面上昇により、地球の自転極は 20 年間で 1 メートル近く移動しました。

6月15日に出版された新たな研究結果によると、人間は地下から水を汲み上げて他の場所に移送することで、1993年から2010年だけで地球が東に80センチ近く傾くほど大量の水域を移動させたという。 地球物理学研究レター地球科学と宇宙科学にまたがる影響を与える、AGU の短くて影響力の高い研究ジャーナル。

気候モデルと科学者に基づく 事前に推定された 1993 年から 2010 年にかけて、人間は 2,150 ギガトンの地下水を汲み上げました。これは 6 ミリメートル (0.24 インチ) 以上の海面上昇に相当します。しかし、この推定値を検証するのは困難です。

1 つのアプローチは、地球の回転極、つまり惑星がその周りを周回する点にあります。 それは極運動と呼ばれるプロセスを経て移動します。これは、地球の回転極の位置が地殻に対して変化するときです。 地球上の水の分布は、質量の分布に影響を与えます。 こまに少しの重りを加えるのと同じように、水を動かすと地球の回転も少し異なります。

「地球の回転極は頻繁に変化します」と、この研究を主導したソウル国立大学の地球物理学者、Ki-wyun Seo氏は述べた。 「私たちの研究は、気候関連の原因の中で、地下水の再分配が実際に立坑のドリフトに最も大きな影響を与えていることを示しています。」

ここで研究者らは、観測された極運動（赤い矢印、「OBS」）を、地下水質量再分布なし（青い破線矢印）および地下水質量再分布あり（青い実線矢印）のモデリング結果と比較しました。 地下水の質量再分布を伴うモデルは、観測された極運動によりよく一致し、地球の自転に対する地下水の影響の大きさと方向について研究者に伝えます。 クレジット: Seo et al. (2023)、地球物理学研究レター

地球の回転を変えるのは水の能力だった 2016年に発見現在まで、これらの循環変化に対する地下水の具体的な寄与は調査されていません。 新しい研究で研究者らは、観測された地球の自転極の移動と水の動きの変化をモデル化した。最初に氷床と氷河のみを考慮し、次に地下水の再分布に関するさまざまなシナリオを追加した。

このモデルは、研究者らが 2,150 ギガトンの地下水再分布を含めた後に観察された極地移動とのみ一致しました。 これがなければ、モデルは年間 78.5 cm (31 インチ)、つまり 4.3 cm (1.7 インチ) のドリフトで停止しました。

ソ氏は「シャフトドリフトの原因不明の原因が判明してとてもうれしい」と語った。 「その一方で、陸地に住む者として、また親として、地下水の汲み上げが海面上昇のもう一つの原因であることを知り、懸念し、驚いています。」

「これは驚くべき貢献であり、間違いなく重要な文書です」と、この研究には関与していないJPLの研究科学者スレンドラ・アディカリ氏は述べた。 Adhikari は、回転ドリフトに影響を与える水の再分配に関する 2016 年の論文を発表しました。 「彼らは極運動における地下水の汲み上げの役割を特定しました、そしてそれは非常に重要です。」

地下水の位置は、極点移動をどの程度変える可能性があるかという点で重要です。 中緯度からの水の再分布は、立坑に大きな影響を与えます。 研究期間中、水のほとんどは中緯度にある北米西部とインド北西部に再分配されました。

ソ氏は、特に敏感な地域で地下水の減少速度を遅らせようとする各州の試みは、理論的には浸食の変化を逆転させる可能性があるが、それはそのような保全方法が数十年間持続する場合に限られると述べた。

立坑は通常、約1年で数メートル変化するため、地下水の汲み上げによる変化は季節の変わり目の危険はありません。 しかし、地質学的時間スケールで見ると、極地移動は気候に影響を与える可能性があるとアディカリ氏は述べた。

この研究の次のステップは、過去を振り返ることかもしれません。

「地球の回転極の変化を観察することは、大陸全体の貯水量の違いを理解するのに役立ちます」とソ氏は述べた。 極運動データは 19 世紀後半から利用可能になっています^y 一世紀。 したがって、このデータを使用して、過去 100 年間の水貯留の大陸間の違いを理解することができます。 気候温暖化によって水文学体制に変化はありましたか? 極運動が答えを持っています。」

参考文献：「地球の極点漂流は、1993年から2010年の世界海面上昇の重要な要因としての地下水の減少を確認する」 Ki-wyun-seo、Dongriol-ryeo、Goyoung-eum、Taeohan-jeon、Jaeseong Kim、Kuhyun-eum、ジェンリー・チェン、クラーク R. ウィルソン、2023 年 6 月 15 日、こちらからご覧いただけます。 地球物理学研究レター。
土井: 10.1029/2023GL103509

著者:

• Ki-Weon Seo (連絡著者)、ソウル国立大学教育研究センター兼地球科学教育学部、ソウル、韓国
• ソウル国立大学地球科学教育学部、Jae-Seung Kim、Kookhyun Youm、ソウル、韓国
• ドングリオル・リョウ、メルボルン大学インフラ工学科、パークビル、オーストラリア
• Jooyoung Eom 氏、慶北国立大学地球科学教育学部、大邱、韓国
• Taewhan Jeon、ソウル国立大学教育研究センター、ソウル、韓国
• Jianli Chen 氏、香港理工大学地球宇宙研究所土地測量および地理情報学部
• Clark Wilson、地球科学部およびテキサス大学オースティン校宇宙研究センター、米国テキサス州オースティン