Bombeamento desenfreado de águas subterrâneas mudou a inclinação da Terra

A mudança de massa e consequente aumento do nível do mar devido à retirada de águas subterrâneas fez com que o pólo rotacional da Terra vagueasse quase um metro em duas décadas.

Ao bombear água do solo e movê-la para outro lugar, os humanos deslocaram uma massa tão grande de água que a Terra se inclinou quase 80 centímetros (31,5 polegadas) para o leste apenas entre 1993 e 2010, de acordo com um novo estudo publicado em 15 de junho na Geophysical Research Letters, jornal da AGU para pesquisa de alto impacto e formato curto com implicações que abrangem as ciências da Terra e do espaço.

Com base em modelos climáticos, os cientistas estimaram anteriormente que os humanos bombearam 2.150 gigatoneladas de água subterrânea, o equivalente a mais de 6 milímetros (0,24 polegadas) de aumento do nível do mar, de 1993 a 2010. Mas validar essa estimativa é difícil.

Uma abordagem reside no pólo rotacional da Terra, que é o ponto em torno do qual o planeta gira. Ele se move durante um processo chamado movimento polar, que é quando a posição do pólo rotacional da Terra varia em relação à crosta. A distribuição da água no planeta afeta como a massa é distribuída. Como adicionar um pouco de peso a um pião, a Terra gira de maneira um pouco diferente conforme a água se move.

“O polo rotacional da Terra realmente muda muito”, disse Ki-Weon Seo, geofísico da Universidade Nacional de Seul, que liderou o estudo. “Nosso estudo mostra que, entre as causas relacionadas ao clima, a redistribuição das águas subterrâneas realmente tem o maior impacto na deriva do polo rotacional”.

A capacidade da água de alterar a rotação da Terra foi descoberta em 2016 e, até agora, a contribuição específica das águas subterrâneas para essas mudanças rotacionais era inexplorada. No novo estudo, os pesquisadores modelaram as mudanças observadas na deriva do polo rotacional da Terra e no movimento da água – primeiro, considerando apenas mantos de gelo e geleiras, e depois adicionando diferentes cenários de redistribuição das águas subterrâneas.

O modelo apenas combinou com a deriva polar observada quando os pesquisadores incluíram 2150 gigatoneladas de redistribuição de águas subterrâneas. Sem ele, o modelo estava fora de 78,5 centímetros (31 polegadas), ou 4,3 centímetros (1,7 polegadas) de desvio por ano.

“Estou muito feliz por encontrar a causa inexplicável do desvio do pólo de rotação”, disse Seo. “Por outro lado, como morador da Terra e pai, estou preocupado e surpreso ao ver que o bombeamento de águas subterrâneas é outra fonte de aumento do nível do mar.”

“Esta é uma boa contribuição e uma documentação importante, com certeza”, disse Surendra Adhikari, cientista pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato que não esteve envolvido neste estudo. Adhikari publicou o artigo de 2016 sobre a redistribuição da água impactando a deriva rotacional. “Eles quantificaram o papel do bombeamento de águas subterrâneas no movimento polar, e é bastante significativo”.

A localização da água subterrânea é importante para o quanto ela pode mudar a deriva polar; redistribuir a água das latitudes médias tem um impacto maior no polo rotacional. Durante o período de estudo, a maior parte da água foi redistribuída no oeste da América do Norte e no noroeste da Índia, ambos em latitudes médias.

As tentativas dos países de diminuir as taxas de esgotamento das águas subterrâneas, especialmente nessas regiões sensíveis, poderiam teoricamente alterar a mudança na deriva, mas apenas se essas abordagens de conservação forem mantidas por décadas, disse Seo.

Aqui, os pesquisadores comparam o movimento polar observado (seta vermelha, “OBS”) com os resultados da modelagem sem (seta azul tracejada) e com (seta azul sólida) redistribuição de massa de águas subterrâneas. O modelo com redistribuição de massa de água subterrânea é uma correspondência muito melhor para o movimento polar observado, informando aos pesquisadores a magnitude e a direção da influência da água subterrânea na rotação da Terra. Crédito: Seo et al. (2023), Cartas de Pesquisa Geofísica

O pólo rotacional normalmente muda vários metros em cerca de um ano, portanto, as mudanças devido ao bombeamento de águas subterrâneas não correm o risco de mudar as estações. Mas em escalas de tempo geológico, a deriva polar pode ter um impacto no clima, disse Adhikari.

O próximo passo para esta pesquisa pode ser olhar para o passado.

“Observar mudanças no polo rotacional da Terra é útil para entender as variações de armazenamento de água em escala continental”, disse Seo. “Os dados de movimento polar estão disponíveis desde o final do século XIX. Assim, podemos potencialmente usar esses dados para entender as variações de armazenamento de água continental durante os últimos 100 anos. Houve mudanças no regime hidrológico decorrentes do aquecimento do clima? O movimento polar pode conter a resposta.”

Referência: “A deriva do pólo da Terra confirma o esgotamento das águas subterrâneas como um contribuinte significativo para o aumento global do nível do mar 1993–2010” por Ki-Weon Seo, Dongryeol Ryu, Jooyoung Eom, Taewhan Jeon, Jae-Seung Kim, Kookhyoun Youm, Jianli Chen, Clark R. Wilson, 15 de junho de 2023, cartas de pesquisa geofísica.
DOI: 10.1029/2023GL103509

Autores:

Ki-Weon Seo (corresponding author), Center for Educational Research and Department of Earth Science Education, Seoul National University, Seoul, Republic of Korea