Dünya aynı anda hem daha yuvarlak hem daha basık oluyor: Kutuplar yükseliyor, ekvator çöküyor

Bu çelişki gibi görünen tablo, buzulların erimesinin yalnızca deniz seviyesini değil, gezegenin geometrisini ve kütle dağılımını da nasıl yeniden düzenlediğini ölçmenin yeni bir yolunu sunuyor.

İki farklı "şekil"

Önce bir ayrım gerekiyor. Dünya'nın şeklinden söz ederken iki farklı şeyi kastedebiliriz. Biri kayaların, toprağın, deniz tabanının oluşturduğu katı yüzey. Öteki jeoit: Okyanuslar tamamen durgun olsaydı ve karaların altından da uzansaydı alacakları, yalnızca çekim kuvvetinin belirlediği hayali yüzey. Jeoit kütlenin nerede toplandığını izler; patates gibi girintili çıkıntılıdır.

Jeoidin basıklığı, jeofizikçilerin J2 dediği bir katsayıyla uydular üzerinden onlarca yıldır izleniyor. Katı yüzeyin şekli ise ayrı bir ölçüm ister. Kotsakis'in yaptığı da buydu: Kayalık Dünya'nın basıklığındaki değişimi, çekim verisinden bağımsız olarak doğrudan yer ölçümlerinden hesaplamak.

Milimetrelik hareketi uydular yakalıyor

Kotsakis, dünya çapına dağılmış GNSS (GPS ve benzeri uydu konum sistemleri) istasyonlarının verilerini kullandı. Bu istasyonlar yeryüzünün yıllık milimetre düzeyindeki yükselip alçalmalarını kaydedebiliyor. Çalışma, uluslararası yer referans sistemleri ITRF2014 ve ITRF2020'den türetilen dikey hızları 1997-2015 dönemi için inceledi.

Makalenin özetine göre sonuç iki yönlü: Kutup bölgelerindeki yükselme yılda yaklaşık 0,5 milimetreden 1 milimetreye çıktı; ekvator çevresinde de benzer büyüklükte bir çökme yaşandı. Kutuplar yükseliyor, ekvator alçalıyorsa, kayalık Dünya'nın basıklığı azalıyor demektir. Kotsakis makalede bunu şöyle yazıyor: "Sonuçlarımız, kutup yükselmesinin hızlandığını ve buna ekvatordaki çökme hızının benzer oranda artmasının eşlik ettiğini gösteriyor. Bu, katı Dünya'nın genel şeklinin biraz daha az basık hale geldiği anlamına geliyor."

Buz kalkınca zemin kalkıyor, su gidince yük taşınıyor

Burada iki ayrı süreç iç içe. Birincisi binlerce yıllık: Son buzul çağında kıtaların üstüne çöken kilometrelerce kalınlıktaki buz tabakaları kabuğu aşağı bastırmıştı. Buz çoktan gitti, ama kabuk bir sünger gibi yavaşça eski yerine dönmeye devam ediyor. Buna buzul izostatik dengelenmesi deniyor.

İkincisi bugünün meselesi. Grönland ve Antarktika hızla buz kaybediyor; üstlerindeki yük hafifledikçe altlarındaki zemin yükseliyor. Eriyen su ise okyanuslar yoluyla daha alçak enlemlere yayılıyor ve oradaki deniz tabanına yeni bir ağırlık bindiriyor. Kotsakis, bilinen buzul çağı etkisini modelle çıkarıp kalan sinyali elastik bir yer modeliyle yorumladı; kalan etkinin, kütlenin alçak enlemlere doğru yeniden dağılmasının artmasıyla tutarlı olduğunu buldu.

Peki çekim alanı neden ters yöne gidiyor?

Çözüm şaşırtıcı derecede sade. Kayalık yüzey, üstünden kalkan ve üstüne binen yüke göre esniyor: Kutuplar hafifleyip kalkıyor, ekvator ağırlaşıp çöküyor. Çekim ise doğrudan kütlenin kendisine bakıyor. Kutuplardan eriyen su ekvatora doğru taşındıkça, kütle ekvatorda toplanıyor; bu da jeoidi daha basık hale getiriyor. Kotsakis makalede bu davranışın ilk bakışta sezgiye aykırı görünebileceğini, ama iki etkinin fizik açısından birbiriyle uyumlu olduğunu vurguluyor.

Bu bulgu eski bir gözlemle de örtüşüyor. Uydu ölçümleri 1970'lerden beri J2'yi izliyor ve uzun süre gezegenin çekim şekli, buzul çağı sonrası dengelenmenin beklendiği gibi yavaş yavaş yuvarlaklaşıyordu. Cox ve Chao 2002'de Science dergisinde, 1998'den itibaren bu eğilimin beklenmedik biçimde tersine döndüğünü bildirmişti. Chao ve arkadaşlarının 2020'deki çalışması da J2 kaydındaki uzun vadeli değişimi buzul çağı dengelenmesi ile hızlanan kara buzu erimesinin ortak etkisine bağlıyor.

Sınırlar ve açık sorular

Çalışmanın bazı kısıtları var. Veri seti 2015'te bitiyor; son on yılın eğilimi bu analizde yer almıyor. GNSS istasyonları da yeryüzüne eşit dağılmıyor. Okyanusların ortasında ve kutup bölgelerinin iç kesimlerinde istasyon az; makale bu yüzden verinin ızgaraya dökülmesinin yaratabileceği sapmaları yapay senaryolarla ayrıca sınamış. Buzul çağı etkisinin çıkarılması da bir modele dayanıyor ve bu modellerdeki belirsizlik sonuca taşınabilir.

Kotsakis'in asıl iddiası yöntemle ilgili: Makaleye göre jeodezik dikey hız ölçümleri, çekim tabanlı değerlendirmelerin yanına Dünya'nın şeklindeki değişimi izlemek için sağlam bir geometrik tamamlayıcı ekliyor. Yani gezegeni artık hem tartıyor hem de cetvelle ölçüyoruz. Sıradaki soru, 2015 sonrasının verileriyle bu hızlanmanın sürüp sürmediği.

Fotoğraf: Geologician, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons