El cambio de masa y el consiguiente aumento del nivel del mar debido a la extracción de agua subterránea ha provocado que el polo de rotación de la Tierra se desplace casi un metro en dos décadas.

Al extraer agua del suelo y moverla a otros lugares, los humanos desplazaron una masa de agua tan grande que la Tierra se inclinó casi 80 centímetros (31,5 pulgadas) hacia el este solo entre 1993 y 2010, según un nuevo estudio publicado el 15 de junio en Tarjetas de investigación geofísicaRevista de AGU para investigaciones breves y de alto impacto con implicaciones que abarcan las ciencias de la Tierra y el espacio.

Con base en modelos climáticos, los científicos previamente estimado los humanos bombearon 2150 gigatoneladas de agua subterránea, equivalente a más de 6 milímetros (0,24 pulgadas) de aumento del nivel del mar, entre 1993 y 2010. Pero validar esa estimación es difícil.

Un enfoque se encuentra en el polo de rotación de la Tierra, que es el punto alrededor del cual gira el planeta. Se mueve durante un proceso llamado movimiento polar, que es cuando la posición del polo de rotación de la Tierra cambia en relación con la corteza. La distribución del agua en el planeta afecta cómo se distribuye la masa. Al igual que agregar un poco de peso a un trompo, la Tierra gira un poco diferente a medida que se mueve el agua.

«El polo de rotación de la Tierra realmente cambia mucho», dijo Ki-Weon Seo, geofísico de la Universidad Nacional de Seúl que dirigió el estudio. «Nuestro estudio muestra que, entre las causas relacionadas con el clima, la redistribución de las aguas subterráneas en realidad tiene el mayor impacto en la deriva de los polos de rotación».

Aquí, los investigadores comparan el movimiento polar observado (flecha roja, «OBS») con los resultados del modelo sin (flecha azul discontinua) y con (flecha azul continua) redistribución de la masa de agua subterránea. El modelo de redistribución de la masa de agua subterránea se ajusta mucho mejor al movimiento polar observado, e informa a los investigadores sobre la magnitud y la dirección de la influencia del agua subterránea en la rotación de la Tierra. Crédito: Seo et al. (2023), Cartas de estudios geofísicos

La capacidad del agua para alterar la rotación de la Tierra ha sido descubierto en 2016, y hasta ahora, la contribución específica del agua subterránea a estos cambios rotacionales no se había explorado. En el nuevo estudio, los investigadores modelaron los cambios observados en la deriva de los polos de rotación de la Tierra y el movimiento del agua, primero, considerando solo las capas de hielo y los glaciares, y luego agregando diferentes escenarios de redistribución del agua subterránea.

El modelo coincidió con la deriva polar observada cuando los investigadores incluyeron 2150 gigatoneladas de redistribución de agua subterránea. Sin él, el modelo se desvió 78,5 centímetros (31 pulgadas) o 4,3 centímetros (1,7 pulgadas) de desviación por año.

«Estoy muy feliz de encontrar la causa inexplicable del cambio de polos rotacional», dijo Seo. “Por otro lado, como padre y residente de la Tierra, estoy preocupado y sorprendido de ver que el bombeo de agua subterránea es otra fuente de aumento del nivel del mar”.

«Sin duda, esta es una buena contribución y una documentación importante», dijo Surendra Adhikari, científica investigadora del Laboratorio de Propulsión a Chorro que no participó en este estudio. Adhikari publicó el artículo de 2016 sobre la redistribución del agua que afecta la deriva rotacional. «Han cuantificado el papel del bombeo de agua subterránea en el movimiento polar, y es bastante significativo».

La ubicación del agua subterránea es importante para determinar cuánto puede cambiar la deriva polar; redistribuir el agua desde latitudes medias tiene un mayor impacto en el polo de rotación. Durante el período de estudio, la mayor parte del agua se redistribuyó en el oeste de América del Norte y el noroeste de la India, ambos en latitudes medias.

Los intentos de los países para reducir las tasas de agotamiento de las aguas subterráneas, especialmente en estas regiones sensibles, teóricamente podrían alterar el cambio en la deriva, pero solo si estos enfoques de conservación se mantienen durante décadas, dijo Seo.

El polo de rotación normalmente cambia varios metros en aproximadamente un año, por lo que los cambios debidos al bombeo de agua subterránea no corren el riesgo de cambiar las estaciones. Pero en escalas de tiempo geológicas, la deriva polar puede tener un impacto en el clima, dijo Adhikari.

El próximo paso para esta investigación puede ser mirar hacia el pasado.

«Observar los cambios en el polo de rotación de la Tierra es útil para comprender las variaciones en el almacenamiento de agua a escala continental», dijo Seo. “Los datos de movimiento polar han estado disponibles desde finales del siglo XIX.^el siglo. Por lo tanto, potencialmente podemos usar estos datos para comprender las variaciones de almacenamiento de agua continental en los últimos 100 años. ¿Ha habido cambios en el régimen hidrológico debido al calentamiento climático? El movimiento polar puede tener la respuesta”.

Referencia: “La deriva de los polos de la Tierra confirma que el agotamiento de las aguas subterráneas contribuye significativamente al aumento global del nivel del mar entre 1993 y 2010” por Ki-Weon Seo, Dongryeol Ryu, Jooyoung Eom, Taewhan Jeon, Jae-Seung Kim, Kookhyoun Youm, Jianli Chen, Clark R Wilson, 15 de junio de 2023, Tarjetas de investigación geofísica.
DOI: 10.1029/2023GL103509

Autores:

• Ki-Weon Seo (autor para correspondencia), Centro de Investigación Educativa y Departamento de Educación en Ciencias de la Tierra, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, República de Corea
• Jae-Seung Kim, Kookhyoun Youm, Departamento de Educación en Ciencias de la Tierra, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, República de Corea
• Dongryeol Ryu, Departamento de Ingeniería de Infraestructura, Universidad de Melbourne, Parkville, Australia
• Jooyoung Eom, Departamento de Educación en Ciencias de la Tierra, Universidad Nacional Kyungpook, Daegu, República de Corea
• Taewhan Jeon, Centro de Investigación Educativa, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, República de Corea
• Jianli Chen, Departamento de Topografía y Geoinformática e Instituto de Investigación de la Tierra y el Espacio, Universidad Politécnica de Hong Kong, Hong Kong
• Clark Wilson, Departamento de Ciencias Geológicas y Centro de Investigación Espacial, Universidad de Texas en Austin, Austin, TX, EE. UU.