Сезонное перемещение воды. NASA установило, что центр масс Земли ежегодно смещается на несколько миллиметров

Об этом пишет издание ScienceDaily .

Центр масс Земли не остается неподвижным. В течение года вода, снег, лед и атмосферные массы перераспределяются между различными регионами планеты, из-за чего меняется и положение точки, вокруг которой фактически движутся спутники.

Новый метод разработал геофизик Лаборатории реактивного движения NASA Дональд Аргус совместно с коллегами из JPL, Университета Невады, Университета Монтаны и Немецкого исследовательского центра наук о Земле.

Исследователи объединили результаты лазерных измерений спутников с данными GPS и информацией об орбитах нескольких аппаратов, находящихся на низкой околоземной орбите. Кроме того, они учли деформацию земной коры, вызванную сезонными изменениями массы воды и льда. Из-за этого наземные наблюдательные станции также могут незначительно смещаться.

Для определения положения центра масс используют, в частности, спутники LAGEOS 1 и LAGEOS 2. Они оснащены светоотражающими призмами, на которые наземные станции в более чем 20 странах направляют лазерные лучи. По времени возвращения сигнала ученые могут с чрезвычайной точностью определять расстояния.

Предыдущие международные оценки 2017 и 2023 годов различались на 7 миллиметров. По словам Аргуса, новый анализ показывает, что ежегодное смещение центра масс Земли примерно вдвое меньше, чем полагали ученые восемь лет назад.

Наибольшее влияние на сезонные изменения оказывают океаны, атмосфера и вода на суше, к которой относятся снег, ледники, реки, озера, а также почвенные и подземные воды.

Например, в марте снежный покров Северной Америки и Евразии достигает максимума. Это смещает центр масс примерно на 3 миллиметра в сторону Северного полюса. В апреле бассейн Амазонки накапливает около 2400 гигатонн дождевой воды, из-за чего центр масс смещается на 2,2 миллиметра в направлении Южной Америки.

Свою роль играют и муссонные осадки в Юго-Восточной Азии. Их максимальная масса приходится на ноябрь и составляет около 600 гигатонн.

Океаны также существенно влияют на баланс. В августе–октябре талые воды и осадки увеличивают массу океанов и смещают центр масс в сторону южной части Тихого океана. Из-за огромных размеров Тихого океана сезонные изменения в нем могут перевешивать влияние других океанических бассейнов.

Атмосфера формирует еще один сезонный цикл. По расчетам исследователей, около 21 декабря холодный и плотный зимний воздух смещает баланс в сторону Аравии, Азии и севера Африки. Примерно 21 июня аналогичный эффект наблюдается над Южной Америкой и Южной Африкой.

Результаты нового анализа согласуются с данными спутниковой миссии GRACE-FO, запущенной в 2018 году. Два спутника этой миссии ежемесячно измеряют изменения гравитационного поля Земли, значительная часть которых связана с перемещением воды на поверхности и под ней.

Точное определение центра масс важно не только для науки. Эта точка служит базовым ориентиром для спутниковой навигации и измерения высоты поверхности Земли. По словам соавтора исследования Феликса Ландерера, более точные системы отсчета могут улучшить картографирование, навигацию, логистику и точное земледелие.

NASA и немецкий центр GFZ уже готовят продолжение этих наблюдений. Запуск миссии GRACE-Continuity (GRACE-C), призванной продолжить почти 25-летний ряд измерений перемещения воды и массы на Земле, запланирован на конец 2028 года.