كيف يأثر تغير المناخ على جاذبية الأرض؟

يؤثر تغير المناخ على كل شيء من طول الصيف إلى كمية الأمطار التي تهطل عند العواصف. لكن، هل تعلم أنه يؤثر أيضًا على جاذبية الأرض؟ قد تجلت هذه الحقيقة في اكتشاف قامت به وكالة الفضاء الأوروبية في عام 2014. كان هذا الاكتشاف ممكنًا بسبب حقيقة أن الأقمار الصناعية يمكنها توفير صورة لمجال جاذبية الأرض. في عام 2009، أطلقت الوكالة قمر صناعي لإنشاء أكثر الخرائط تفصيلًا حتى الآن لجاذبية الأرض. وأوضحت الوكالة أن “الألوان الموجودة في الصورة تمثل انحرافات في الارتفاع عن الجيويد المثالي. الظلال الزرقاء تمثل قيمًا منخفضة والأحمر/الأصفر يمثل قيمًا عالية.” إذا كنت تتساءل عما تعنيه وكالة الفضاء الأوروبية بالجيويد، فهو نموذج عالمي لمتوسط مستوى سطح البحر المستخدم لقياس الارتفاع.

لم يكن القمر الصناعي يهدف في الواقع إلى تسجيل التغيرات في جاذبية الأرض. ومع ذلك، فإن القياسات عالية الدقة التي حصل عليها على القارة القطبية الجنوبية بين نوفمبر 2009 ويونيو 2012 غيرت دوره. نظر العلماء إلى القياسات ولاحظوا وجود وادي في حقل الجاذبية فوق أقصى القارة الجنوبية بسبب فقدان الجليد. السبب في أن ذوبان الجليد في القطب الجنوبي يمكن أن يؤثر على مجال جاذبية الأرض هو أن الجاذبية لا تسحب بالتساوي من كل نقطة على كوكبنا. كلما زادت كتلة عينة، زادت قوة الجاذبية.

هذا يعني أن المواد الثقيلة مثل الجرانيت سيكون لها جاذبية أقوى من المواد الأخف مثل الماء. عامل آخر هو الكثافة. في سلسلة الجبال، يتم تجميع جميع المواد الأثقل معًا على سطح الأرض. هذا يعني أن الأقمار الصناعية ستسرع أثناء الاقتراب من الجبال وتتباطأ عند مغادرتها. هذا يعني أن مجال جاذبية الأرض، أو الخريطة ثلاثية الأبعاد لجاذبيتها، تبدو وكأنها قطعة من الفشار. نظرًا لأن توزيع المواد في أعماق الأرض يختلف، فإن مجال جاذبيتها يختلف.

مجال جاذبية الأرض ليس وعرًا فحسب، بل أنه يتغير باستمرار مثل الكثبان الرملية. ذلك لأن حوالي 71٪ من الكوكب مغطى بالمياه، والماء يتحرك مع المد والجزر والفصول. على سبيل المثال، قد تجف بعض المسطحات المائية في الصيف أو تتوسع في الموسم الممطر. يتغير مجال جاذبية الأرض من شهر إلى آخر في الغالب بسبب كتلة المياه التي تتحرك على السطح.

هذا هو المكان الذي تأتي فيه أزمة تغير المناخ. ارتفعت درجة حرارة المناخ بحوالي درجة مئوية واحدة منذ عصور ما قبل الصناعة. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الإجراءات البشرية مثل حرق الوقود الأحفوري الذي يطلق غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. ومع ذلك، كما هو الحال مع الجاذبية، فإن هذا الاحترار ليس متساويًا. ترتفع درجة حرارة القطبين بمعدل أسرع من بقية الكوكب، حيث تسخن القارة القطبية الجنوبية أسرع بثلاث مرات تقريبًا من المتوسط العالمي. يتسبب هذا الاحترار في ذوبان الأنهار الجليدية في القارة القطبية الجنوبية. وغرب أنتاركتيكا معرضة للخطر بوجه خاص؛ مع أنّ الأنهار الجليدية في شرق أنتاركتيكا تذوب أيضًا إلا أنها بمعدل أبطأ بكثير.

عندما يذوب الجليد الأرضي مثل الأنهار الجليدية في غرب أنتاركتيكا، فإنه سيغير حتمًا مجال جاذبية الأرض لأن وضع الكتلة الجليدية والكتلة المائية سيتغير للأبد. قبل اكتشاف عام 2014، كان العلماء يستخدمون أقمارًا صناعية مختلفة – أقمار ناسا الألمانية جريس – لاستخدام تغييرات الجاذبية لقياس فقدان الجليد. ومع ذلك، قدمت قياسات عام 2014 صورًا أكثر تفصيلًا ويمكن أن تركز على أحواض مستجمعات المياه المختلفة التي تشكل الغطاء الجليدي. معًا، أعطت قياسات الأقمار الصناعية العلماء فهمًا جديدًا لمدى ذوبان الجليد في القطب الجنوبي. لقد وجدوا أن فقدان الجليد من غرب القارة القطبية الجنوبية بين عامي 2009 و 2012 تسبب في انخفاض في مجال الجاذبية فوق المنطقة.

يمكن أن تساعد حقيقة أن فقدان الجليد يغير مجال جاذبية الأرض العلماء على فهم تأثيرات تغير المناخ بشكل أفضل. بين عامي 2002 و 2017، خسرت القارة القطبية الجنوبية 140 مليار طن من الجليد سنويًا وخسرت جرينلاند 260 مليار طن. كانت 60٪ من الخسارة بسبب الذوبان بسبب ارتفاع درجات الحرارة.

إن ذوبان الجليد القطبي مقلق للغاية لأنه يتسبب في ارتفاع مستوى سطح البحر. الغطاء الجليدي في غرب أنتاركتيكا، على سبيل المثال، يحتوي على ما يكفي من المياه لرفع مستويات سطح البحر بحوالي 3.2 متر. 2.5 ملم من متوسط ارتفاع مستوى سطح البحر السنوي من 2005 إلى 2017 كان بسبب ذوبان الجليد و 1.1 ملم لأن الماء يتوسع مع ارتفاع درجة حرارته. يعد فهم هذه النسبة أمرًا بالغ الأهمية للتنبؤ بدقة بارتفاع مستوى سطح البحر وإعداد المجتمعات الساحلية للمستقبل.