„CIRCULUS VITIOSUS“ για τη Γαία.
Πώς η υπερθέρμανση του πλανήτη ταρακουνά τη Γη: Σεισμικά δεδομένα δείχνουν ότι τα κύματα των ωκεανών κερδίζουν δύναμη καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται.
Richard Aster Καθηγητής Γεωφυσικής και Πρόεδρος Τμήματος, Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο. Jo Adetunji Συντάκτης.
Καθώς τα κύματα των ωκεανών ανεβoκατεβαίνουν, ασκούν πιέσεις στον πυθμένα της θάλασσας και δημιουργούν σεισμικά κύματα. Αυτά τα σεισμικά κύματα είναι τόσο ισχυρά και διαδεδομένα που εμφανίζονται ως σταθερή ροή στους σεισμογράφους, στα ίδια όργανα τα οποία χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση και τη μελέτη των σεισμών.
Αυτό το σήμα κύματος έχει γίνει πιο έντονο τις τελευταίες δεκαετίες, αντανακλώντας τις όλο και πιο φουρτουνιασμένες θάλασσες και την υψηλότερη διόγκωση των ωκεανών.
Σε μια νέα μελέτη στο περιοδικό Nature Communications, οι συνάδελφοί μου και εγώ παρακολουθήσαμε αυτή την αύξηση σε όλο τον κόσμο τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες. Αυτά τα παγκόσμια δεδομένα, μαζί με άλλες ωκεάνιες, δορυφορικές και περιφερειακές σεισμικές μελέτες, δείχνουν μια δεκαετή αύξηση της κυματικής ενέργειας που συμπίπτει με την αυξανόμενη καταιγίδα που αποδίδεται στην αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας.
Τι σχέση έχει η σεισμολογία με τα κύματα των ωκεανών
Τα παγκόσμια σεισμογραφικά δίκτυα είναι περισσότερο γνωστά για την παρακολούθηση και τη μελέτη των σεισμών και για το γεγονός ότι επιτρέπουν στους επιστήμονες να δημιουργούν εικόνες του βάθους στο εσωτερικό του πλανήτη.
Αυτά τα εξαιρετικά ευαίσθητα όργανα καταγράφουν συνεχώς μια τεράστια ποικιλία φυσικών και ανθρωπογενών σεισμικών φαινομένων, συμπεριλαμβανομένων ηφαιστειακών εκρήξεων, πυρηνικών και άλλων εκρήξεων, πτώσεων μετεωριτών, κατολισθήσεων και σεισμών από παγετώνεν. Συλλαμβάνουν επίσης επίμονα σεισμικά σήματα από τον άνεμο, το νερό και την ανθρώπινη δραστηριότητα. Για παράδειγμα, τα σεισμογραφικά δίκτυα παρατήρησαν την παγκόσμια επιβράδυνση του σεισμικού θορύβου που προκαλείται από τον άνθρωπο, καθώς θεσπίστηκαν μέτρα αποκλεισμού σε όλο τον κόσμο κατά τη διάρκεια της πανδημίας του κορονοϊού.
Ωστόσο, το πιο παγκοσμίως διαδεδομένο από τα σεισμικά σήματα υποβάθρου είναι το αδιάκοπο thrum που δημιουργείται από τα κύματα των ωκεανών που οδηγούνται από καταιγίδες και αναφέρεται ως παγκόσμιος μικροσεισμός.
Δύο τύποι σεισμικών σημάτων
Τα κύματα των ωκεανών παράγουν μικροσεισμικά σήματα με δύο διαφορετικούς τρόπους.
1) Ο πιο ενεργητικός από τους δύο, γνωστός ως δευτερογενής μικροσεισμός, πάλλεται σε μια περίοδο μεταξύ περίπου οκτώ και 14 δευτερολέπτων. Καθώς τα κύματα ταξιδεύουν στους ωκεανούς προς διάφορες κατευθύνσεις, παρεμβαίνουν μεταξύ τους, δημιουργώντας διακύμανση πίεσης στον πυθμένα της θάλασσας. Ωστόσο, τα παρεμβαλλόμενα κύματα δεν είναι πάντα παρόντα, οπότε με αυτή την έννοια, είναι ένας ατελής πληρεξούσιος για τη συνολική δραστηριότητα των ωκεάνιων κυμάτων.
2) Ένας δεύτερος τρόπος με τον οποίο τα κύματα των ωκεανών παράγουν παγκόσμια σεισμικά σήματα ονομάζεται πρωτογενής διαδικασία μικροσεισμού. Αυτά τα σήματα προκαλούνται από τα κύματα του ωκεανού που ταξιδεύουν απευθείας σπρώχνοντας και τραβώντας τον πυθμένα της θάλασσας. Δεδομένου ότι οι κινήσεις του νερού μέσα στα κύματα πέφτουν γρήγορα με αυξανόμενο βάθος, αυτό συμβαίνει σε περιοχές όπου τα βάθη του νερού είναι μικρότερα από περίπου 1.000 πόδια (περίπου 300 μέτρα). Το πρωτεύον σήμα μικροσεισμού είναι ορατό στα σεισμικά δεδομένα ως σταθερό βουητό με περίοδο μεταξύ 14 και 20 δευτερολέπτων.
Τι μας λέει ο πλανήτης που τρέμει
Στη μελέτη , εκτιμήθηκε και αναλύθηκε η ιστορική πρωτογενή ένταση μικροσεισμού από τα τέλη της δεκαετίας του 1980 σε 52 θέσεις σεισμογράφων σε όλο τον κόσμο με μακρά ιστορία συνεχούς καταγραφής. Διαπιστώθηκε ότι 41 (79%) από αυτούς τους σταθμούς παρουσίασαν εξαιρετικά σημαντικές και προοδευτικές αυξήσεις στην ενέργεια κατά τη διάρκεια των δεκαετιών.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η παγκόσμια μέση ωκεάνια κυματική ενέργεια από τα τέλη του 20ου αιώνα έχει αυξηθεί με μέσο ρυθμό 0,27% ετησίως. Ωστόσο, από το 2000, αυτή η παγκόσμια μέση αύξηση του ποσοστού αυξήθηκε κατά 0,35% ετησίως.
(χτυπήστε πάνω στο γράφημα για να παίξει το GIF)
Εντατικοποίηση των ωκεάνιων κυμάτων από τα τέλη της δεκαετίας του 1980: Κάθε κύκλος είναι ένας σεισμικός σταθμός, με μέγεθος ανάλογο της κατακόρυφης επιτάχυνσης της Γης στον εν λόγω σταθμό, εξομαλυμένη για τρία χρόνια. Οι κόκκινοι κύκλοι υποδεικνύουν περιόδους κατά τις οποίες οι εδαφικές κινήσεις είναι μεγαλύτερες από την ιστορική διάμεσο- οι μπλε υποδεικνύουν περιόδους κατά τις οποίες είναι μικρότερες. Το συγχρονισμένο γράφημα δείχνει τη διάμεση ανωμαλία της κατακόρυφης επιτάχυνσης για όλους τους σταθμούς και αντικατοπτρίζει τους κύκλους El Niño και μια πιο έντονη αύξηση τα τελευταία χρόνια. Πηγή: ΕΛ: Rick Aster
Βρέθηκε η μεγαλύτερη συνολική μικροσεισμική ενέργεια στις πολύ θυελλώδεις περιοχές του Νότιου Ωκεανού κοντά στη χερσόνησο της Ανταρκτικής. Αλλά αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα κύματα του Βόρειου Ατλαντικού έχουν ενταθεί ταχύτερα τις τελευταίες δεκαετίες σε σύγκριση με τα ιστορικά επίπεδα. Αυτό συνάδει με πρόσφατη έρευνα που υποδηλώνει ότι η ένταση των καταιγίδων του Βόρειου Ατλαντικού και οι παράκτιοι κίνδυνοι αυξάνονται. Η καταιγίδα Ciarán, η οποία έπληξε την Ευρώπη με ισχυρά κύματα και ανέμους τυφώνα τον Νοέμβριο του 2023, ήταν ένα παράδειγμα ρεκόρ.
Το αρχείο μικροσεισμών δεκαετιών δείχνει επίσης την εποχιακή ταλάντευση ισχυρών χειμερινών καταιγίδων μεταξύ του βόρειου και του νότιου ημισφαιρίου. Καταγράφει τις επιπτώσεις μείωσης των κυμάτων από την ανάπτυξη και τη συρρίκνωση του θαλάσσιου πάγου της Ανταρκτικής, καθώς και τα πολυετή υψηλά και χαμηλά επίπεδα που σχετίζονται με τους κύκλους El Niño και La Niña και τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις τους στα κύματα και τις καταιγίδες των ωκεανών.
Μαζί, αυτές και άλλες πρόσφατες σεισμικές μελέτες συμπληρώνουν τα αποτελέσματα από την έρευνα για το κλίμα και τους ωκεανούς που δείχνουν ότι οι καταιγίδες και τα κύματα εντείνονται καθώς το κλίμα θερμαίνεται.
Προειδοποίηση για τις ακτές
Οι ωκεανοί έχουν απορροφήσει περίπου το 90% της πλεονάζουσας θερμότητας που συνδέεται με την αύξηση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου από τις ανθρώπινες δραστηριότητες τις τελευταίες δεκαετίες. Αυτή η υπερβολική ενέργεια μπορεί να μεταφραστεί σε πιο καταστροφικά κύματα και πιο ισχυρές καταιγίδες.
Τα αποτελέσματά μας προσφέρουν άλλη μια προειδοποίηση για τις παράκτιες κοινότητες, όπου η αύξηση του ύψους των ωκεάνιων κυμάτων μπορεί να σφυροκοπήσει τις ακτές, καταστρέφοντας τις υποδομές και διαβρώνοντας τη γη. Οι επιπτώσεις της αυξανόμενης κυματικής ενέργειας επιδεινώνονται περαιτέρω από τη συνεχιζόμενη άνοδο της στάθμης της θάλασσας που τροφοδοτείται από την κλιματική αλλαγή και την καθίζηση. Και τονίζουν τη σημασία του μετριασμού της κλιματικής αλλαγής και της οικοδόμησης ανθεκτικότητας στις παράκτιες υποδομές και τις στρατηγικές προστασίας του περιβάλλοντος.
