Trái Đất rung lắc khi tự quay quanh trục là do đâu?

Kể từ năm 1899, trục quay của Trái Đất đã dịch chuyển khoảng 34 feet (10,5 mét). Đến thời điểm hiện tại, nghiên cứu đã xác định được lý do và phát hiện ra rằng 1/3 nguyên nhân là do băng tan và nước biển dâng cao, đặc biệt là ở Greenland - nơi được cho là nguyên nhân dẫn đến biến đổi khí hậu từ các hoạt động của con người gây ra.

1/3 là do diện tích đất mở rộng khi các sông băng biến mất và làm lộ ra các dải đất. Phần nguyên do còn lại thuộc về sự thay đổi chậm của quyển mantle, lớp phủ giữa của Trái Đất.

Surendra Adhikari, nhà khoa học hệ thống Trái Đất thuộc Phòng thí nghiệm phản lực đẩy của NASA ở Pasadena, California cho biết: “Chúng tôi đã cung cấp bằng chứng cho nhiều quá trình được coi tác động chính khiến cho trục của Trái Đất thay đổi”.

Từ lâu các nhà khoa học đã biết rằng sự phân bố khối lượng xung quanh Trái Đất sẽ xác định vòng quay của nó, giống như hình dạng và sự phân bố trọng lượng của con quay sẽ xác định nó di chuyển như thế nào.

Erik Ivins, một đồng tác giả nghiên cứu và một nhà khoa học nghiên cứu cao cấp, cho biết, vòng quay của Trái Đất không hoàn hảo. Họ biết điều đó là nhờ vào sự lắc lư nhẹ của các ngôi sao trên bầu trời đêm đã được ghi lại qua hàng ngàn năm tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) đặt tại California, Mỹ. Kể từ những năm 1990, các phép đo dựa vào không gian cũng đã xác nhận rằng trục quay của Trái Đất dịch chuyển vài cm mỗi năm, thường sẽ hướng về Vịnh Hudson ở đông bắc Canada.

Họ biết rằng một phần của sự lệch trục này là do điều chỉnh đẳng tĩnh băng, một quá trình liên tục kể từ khi kết thúc kỷ băng hà cuối cùng cách đây 16.000 năm. Khi các dòng sông băng dần tan, chúng khiến cho lớp đất bên dưới lộ ra. Dần dần, qua hàng ngàn năm, vùng đất này phản ứng với chính hiện tượng xuất hiện nói trên bằng cách nổi lên như bột bánh mì nở ra. (Ở một số nơi thuộc rìa những lớp băng cổ, đất cũng có thể sụp lún xuống vì các lớp băng cũng đã từng buộc nó nổi lên).

Nhưng trong nghiên cứu mới, được công bố trên số ra tháng 11 của tạp chí Earth và Planetary Science Letters, Adhikari và các cộng sự đã phát hiện rằng, việc điều chỉnh đẳng tĩnh băng chỉ gây tác động khiến trục Trái Đất lệch khoảng 1,3 inch (3,5 cm) mỗi năm. Nghĩa là chỉ khoảng 1/3 của con số 10,5 cm - được ghi nhận vào mỗi năm trong thế kỷ 20.

Để tìm ra các tác động còn lại, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình máy tính về vật lý quay của Trái Đất, cung cấp dữ liệu về những thay đổi trong sự cân bằng của vùng biển và các lớp băng trên mặt đất trong thế kỷ 20. Họ cũng tính toán các thay đổi khác của nước và đất chẳng hạn như sự suy giảm của nước ngầm, xây dựng các hồ chứa nhân tạo, các phần của quá trình địa khai hóa của con người trên Trái Đất.

Kết quả cho thấy rằng các quá trình này gây xói mòn 1,7 inch (4,3 cm) mỗi năm. Sự tan chảy của lớp băng Greenland có ảnh hưởng lớn tới việc này. Đó là bởi vì Greenland đã giải phóng một lượng lớn nước từng bị giữ chân trên đất liền ra đại dương, nơi khối lượng của nó đã được phân bố lại, Ivins nói với Live Science. Các núi băng và những tảng băng nhỏ ở những nơi khác cũng góp phần làm mực nước biển dâng cao, ông nói; nhưng chúng không tập trung, và những ảnh hưởng của chúng trên vòng quay của Trái Đất thường triệt tiêu lẫn nhau.

Vì sông băng và băng tan vẫn không được coi là 1/3 nguyên nhân còn lại của việc lệch trục quay nên các chuyên gia tiếp tục đi sâu hơn. Lớp quyển mantle không hề bất động mà vẫn dịch chuyển qua quá trình đối lưu. Các vật chất nóng hơn ở gần lõi nổi lên và các vật chất lạnh hơn chìm xuống theo một chu kỳ chuyển động thẳng đứng. Bằng cách gắn hoạt động đối lưu vào mô hình lệch trục quay của Trái Đất, các nhà nghiên cứu đã tìm ra 1/3 tác động còn lại của sự thay đổi của trục quay trong thế kỷ 20.

Ivins và Adhikari khẳng định điều quan trọng là “sự rung lắc” khi quay của Trái Đất không phải là khúc dạo đầu cho bất kỳ thảm họa thiên nhiên nào cả, và nó không ảnh hưởng đến nông nghiệp, khí hậu.

Tuy nhiên việc này cũng giúp cho các nhà khoa học tìm ra được trọng lượng của Trái Đất đang dịch chuyển về đâu. Ví dụ, Adhikari nói, sự tan chảy của Greenland đã trở thành một tác động ngày càng lớn vào việc thay đổi vị trí của trục trái đất trong suốt 15 năm qua, khiến cho trục dịch chuyển dần về phía đông.

Ivins nói: “Điều đó thực sự rất quan trọng với các nhà khoa học về khí hậu vì họ có thể hiểu theo quy mô toàn cầu, đó là sự dịch chuyển trọng lượng quan trọng nhất đang diễn ra ở thời điểm hiện tại”.

Minh Kiên (Theo Livescience)