Marken som vi står på är inte så solid som den verkar. Flera faktorer får hela jorden att skaka och vingla. Jordens fasthet och oföränderlighet under våra fötter är en illusion som skapas av vår begränsade synvinkel. Vår planet roterar på sin axel var 23 timmar 56 minuter och 4 sekunder. Det kretsar också kring solen, solsystemet kretsar kring Mjölkvägens centrum och galaxen rusar genom universum i riktning mot den stora attraktionen. Hastigheterna som är involverade i all denna åtgärd är yrande.
Även om allt detta inte beaktas är jorden långt ifrån stabil. Någonstans under oss bryter enorma bitar av stenar varandra ständigt, bildar dalar och driver ut bergen. Kollidera och dra varandra för att bilda floder och hav. Jorden under oss förändras, sträcker sig och vinglar ständigt och alltid.
För det mesta är det bra. Men vår växande förståelse av dessa fenomen tillåter oss att lära oss mer om vår planet. Det är också bekvämt för alla som försöker navigera och landa ett rymdskepp. Det finns sju saker som får jorden att röra sig.”Eppur si muove!” Sa Galileo. Och ändå vänder det.
Under press
En skrivklot är en perfekt sfär, så den roterar smidigt runt en fast axel. Ändå är jorden inte en sfär, och massan i den är ojämnt fördelad och tenderar att röra sig. Därför rör både axeln runt vilken planeten roterar och polerna på denna axel. Eftersom rotationsaxeln skiljer sig från den axel runt vilken massan är balanserad, vinglar jorden när den roterar.
Denna oscillation förutsades av forskare redan i Isaac Newtons era. Och för att vara exakt består denna svängning av flera.
Kampanjvideo:
En av de viktigaste är Chandler-svängningen, som först observerades av den amerikanska astronomen Seth Chandler Jr 1891. Det får polerna att röra sig 9 meter och slutföra en hel cykel på 14 månader.
Under hela 1900-talet har forskare lagt fram många olika orsaker, inklusive förändringar i lagring av kontinentala vatten, atmosfärstryck, jordbävningar, växelverkan vid gränserna för jordens kärna och mantel.
Geofysiker Richard Gross från NASA: s Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, Kalifornien, löste mysteriet år 2000. Han använde nya meteorologiska och oceaniska modeller på observationer av Chandler-oscillationen 1985-1995. Brutto beräknade att två tredjedelar av dessa fluktuationer orsakas av tryckfluktuationer på havsbotten och en tredjedel av förändringar i atmosfärstrycket.
"Deras relativa betydelse förändras över tid," säger Gross, "men för närvarande anses denna orsak, en kombination av förändringar i atmosfäriskt och oceaniskt tryck, vara den viktigaste."
Vatten bär bort stenen
Säsongerna är den näst största faktorn som är relaterad till jorden wobble. Eftersom de leder till geografiska förändringar i regn, snö och luftfuktighet.
Forskare kunde bestämma polerna med hjälp av de relativa positionerna för stjärnorna redan 1899, och sedan 1970-talet har de fått hjälp av satelliter. Men även om du eliminerar påverkan av säsongs- och Chandler-fluktuationer, rör sig de norra och södra rotationspolerna fortfarande relativt jordskorpan.
I en studie som publicerades i april 2016 framhöll JPL: s Surendra Adikari och Eric Ivins två kritiska bitar av jordens wobble-pussel.
Fram till år 2000 rörde jordens rotationsaxel sig mot Kanada med två tum per år. Men sedan visade mätningar att rotationsaxeln ändrade riktning till de brittiska öarna. Vissa forskare har föreslagit att detta kan vara ett resultat av isförlust på grund av den snabba smältningen av Grönland och Antarktis.
Adikari och Ivins bestämde sig för att testa denna idé. De jämförde GPS-mätningar av polpositioner med data från GRACE, en studie som använder satelliter för att mäta massförändringar över jorden. De fann att smältningen av Grönland och Antarktis is endast står för två tredjedelar av den senaste tidens förskjutning i polarnas riktning. Resten, enligt forskare, bör förklaras av vattenförlusten på kontinenterna, främst i det eurasiska landområdet.
Regionen lider av utdrivning och torka av akvifer. Icke desto mindre verkar först vattenvolymen som är inblandad i detta för liten för att leda till sådana konsekvenser.
Därför tittade forskare på de drabbade områdenas position. "Vi vet från den grundläggande fysiken för roterande föremål att polarnas rörelse är mycket känslig för förändringar inom 45 grader av latitud," säger Adikari. Det är exakt där Eurasien tappade vatten.
Denna studie identifierade också kontinental vattenlagring som en trolig förklaring till en annan slingrande i jordens rotation.
Under hela 1900-talet kunde forskare inte förstå varför rotationsaxeln förskjuts var 6-14 år och lämnar 0,5-1,5 meter öster eller väster om dess allmänna drift. Adikari och Ivins fann att från 2002 till 2015 motsvarade torra år i Eurasien svängningar i öster och våta år till rörelser i väster.
"Vi hittade den perfekta matchen," säger Adikari. "Det här är första gången någon framgångsrikt har identifierat den perfekta matchningen mellan mellanåriga polära rörelser och global mellanårlig torka-fuktighet."
Teknogen påverkan
Rörelserna i vatten och is orsakas av en kombination av naturliga processer och mänskliga handlingar. Men det finns andra effekter som påverkar jordens slingrande.
2009 beräknade Felix Landerer, också av JPL, att om koldioxidnivåerna fördubblats från 2000 till 2100, skulle haven värmas upp och expandera så att Nordpolen skulle röra sig 1,5 centimeter per år mot Alaska och Hawaii under nästa århundrade. …
Under 2007 modellerade Landerer också effekterna av uppvärmningen av havet orsakad av samma ökning av tryck och cirkulation från koldioxid på havsbotten. Han fann att dessa förändringar kunde förskjuta massan vid högre breddegrader och förkorta dagen med cirka 0,1 millisekunder.
Jordbävning
Det är inte bara stora volymer vatten och is som påverkar jordens rotation när den rör sig. Förskjutningen av stenar har också denna effekt om de är tillräckligt stora.
Jordbävningar inträffar när de tektoniska plattorna som utgör jordens yta plötsligt börjar "gnugga in" när de passerar. Detta kan också bidra. Brutton mätte en kraftig jordbävning med en storlek på 8,8 som drabbade den chilenska kusten 2010. I en studie som ännu inte publicerats beräknade han att plattornas rörelse skiftade jordens axel relativt massbalansen med cirka 8 centimeter.
Men detta baseras bara på utvärderingen av modellen. Sedan dess har Gross och andra försökt observera de faktiska förändringarna i jordens rotation från jordbävningsdata från GPS-satelliter.
Hittills har detta inte lyckats, eftersom det är ganska svårt att ta bort alla andra faktorer som påverkar jordens rotation. "Modellerna är inte perfekta och det finns mycket ljud som maskerar små jordbävningssignaler," säger Gross.
Massans rörelse, som inträffar när tektoniska plattor passerar i närheten, påverkar också dagens längd. Brutto beräknade att jordbävningen 9,1 som drabbade Japan 2011 minskade dagslängden med 1,8 mikrosekunder.
Skällande jord
När en jordbävning inträffar startar den seismiska vågor som transporterar energi genom jordens tarmar.
Det finns två typer av dem. "P-vågor" komprimerar och expanderar flera gånger materialet genom vilket de passerar; vibrationer rör sig i samma riktning som vågen. Långsammare "S-vågor" vaggar klipporna från sida till sida, och vibrationerna är vinkelrätt mot sin körriktning.
Intensiva stormar kan också skapa svaga seismiska vågor, liknande de som orsakar jordbävningar. Dessa vågor kallas mikrososism. Tills nyligen kunde forskare inte fastställa källan till S-vågor i mikrosismer.
I en studie publicerad i augusti 2016 rapporterade Kiwamu Nishida från University of Tokyo och Ryota Takagi från Tohoku University att använda ett nätverk av 202 detektorer i södra Japan för att spåra P- och S-vågor. De spårade vågornas ursprung till en stor nordatlantisk storm kallad "väderbomben": i denna storm sjunker atmosfärstrycket i centrum ovanligt snabbt.
Att spåra mikrososer på detta sätt kommer att hjälpa forskare att bättre förstå jordens inre struktur.
Månens inflytande
Inte bara jordiska fenomen påverkar vår planet rörelser. Nya studier har visat att stora jordbävningar inträffar med fullmåne och nymåne. Kanske beror detta på att solen, månen och jorden är i linje, vilket ökar gravitationskraften som verkar på planeten.
I en studie publicerad i september 2016 analyserade Satoshi Ida från University of Tokyo och hans kollegor tidvattenspänningar under två veckor före stora jordbävningar under de senaste tjugo åren. Av de 12 största jordbävningarna med en storlek på 8,2 eller högre inträffade nio under en fullmåne eller en nymåne. För små jordbävningar hittades ingen sådan korrespondens.
Ida drog slutsatsen att det ytterligare gravitationspåverkan som inträffar vid dessa tidpunkter kan öka krafternas effekt på tektoniska plattor. Dessa förändringar bör vara små, men om plattorna redan är aktiverade kan den extra kraften vara tillräcklig för att utlösa stora sprickor i klipporna.
Många forskare är dock skeptiska till Idas resultat eftersom han bara studerade 12 jordbävningar.
Skällande sol
Ännu mer kontroversiell är tanken att vibrationer som har sitt ursprung djupt i solen kan förklara ett antal skakande fenomen på jorden.
När gaser rör sig in i solen ger de upphov till två olika typer av vågor. De som föds i processen med tryckförändringar kallas p-lägen, och de som bildas när tätt material sugs in av tyngdkraft kallas g-lägen.
P-läget tar flera minuter att slutföra en full vibrationscykel; g-mod tar från tio minuter till flera timmar. Denna tid kallas modens "period".
1995 analyserade ett team under ledning av David Thomson från Queen's University i Kingston, Kanada, mönster av solvinden - flödet av laddade partiklar som kommer från solen - från 1992 till 1994. De märkte svängningar som hade samma perioder som p- och g-lägena, vilket tyder på att solvibrationerna på något sätt var relaterade till solvinden.
2007 rapporterade Thomson återigen att oförklarade spänningsfluktuationer i undersjöliga nätkablar, seismiska mätningar på jorden och till och med avbrott i telefonsamtal har frekvensmönster som överensstämmer med vågorna i solen.
Men forskare tror att Thomsons påståenden har skakat mark. Enligt simuleringar borde dessa solvibrationer, särskilt g-lägena, vara så svaga när de når solens yta att de inte kunde påverka solvinden på något sätt. Även om detta inte är fallet, borde dessa mönster ha förstörts av turbulensen i det interplanetära mediet långt innan de når jorden.
Thomsons idé är kanske fel. Men det finns många andra orsaker till att vår planet skakar och svänger.
ILYA KHEL
