Landasan di mana kita berdiri tidak begitu kukuh sepertinya. Beberapa faktor menyebabkan seluruh Bumi bergoncang dan goyah. Ketegasan dan kebolehubahan tanah di bawah kaki kita adalah ilusi yang diciptakan oleh pandangan kita yang terhad. Planet kita berputar pada paksinya setiap 23 jam 56 minit dan 4 saat. Ia juga berputar mengelilingi matahari, sistem suria berputar di sekitar pusat Bima Sakti, dan galaksi meluru ke arah alam semesta ke arah Menarik Besar. Kepantasan dalam semua tindakan ini memusingkan.
Walaupun semua ini tidak diambil kira, Bumi tidak stabil. Di suatu tempat di bawah kita, sekeping batu besar terus menerus saling melanggar, membentuk lembah, mendorong gunung keluar. Bertembung dan tarik antara satu sama lain untuk membentuk sungai dan lautan. Bumi di bawah kita sentiasa dan sentiasa berubah, meregang dan goyah.
Sebahagian besarnya, ini baik-baik saja. Walau bagaimanapun, pemahaman kita yang semakin meningkat mengenai fenomena ini membolehkan kita mempelajari lebih lanjut mengenai cara kerja planet kita. Juga mudah bagi siapa saja yang berusaha menavigasi dan mendarat kapal angkasa. Terdapat tujuh perkara yang menjadikan bumi bergerak. "Eppur si muove!" Kata Galileo. Namun ternyata.
Dibawah tekanan
Globe meja adalah sfera yang sempurna, jadi ia berputar dengan lancar di sekitar paksi tetap. Walaupun begitu, Bumi bukanlah sfera, dan jisim di dalamnya terbagi tidak rata dan cenderung bergerak. Oleh itu, kedua-dua paksi di mana planet ini berputar dan kutub paksi ini bergerak. Lebih-lebih lagi, kerana paksi putaran berbeza dengan paksi di mana jisimnya seimbang, Bumi bergoyang ketika berputar.
Getaran ini diramalkan oleh para saintis pada zaman Isaac Newton. Dan tepatnya, ayunan ini terdiri daripada beberapa.
Video promosi:
Salah satu yang paling penting ialah ayunan Chandler, yang pertama kali diperhatikan oleh ahli astronomi Amerika Seth Chandler Jr pada tahun 1891. Ia menyebabkan tiang bergerak 9 meter dan menyelesaikan pusingan penuh dalam 14 bulan.
Sepanjang abad ke-20, para saintis mengemukakan berbagai alasan, termasuk perubahan dalam penyimpanan perairan benua, tekanan atmosfera, gempa bumi, interaksi di sempadan teras dan mantel Bumi.
Ahli geofizik Richard Gross dari Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA di Pasadena, California, menyelesaikan misteri itu pada tahun 2000. Dia menerapkan model meteorologi dan lautan baru untuk pengamatan ayunan Chandler pada tahun 1985-1995. Secara kasar dikira bahawa dua pertiga dari turun naik ini disebabkan oleh turun naik tekanan di dasar laut dan satu pertiga oleh perubahan tekanan atmosfera.
"Kepentingan relatif mereka berubah dari masa ke masa," kata Gross, "tetapi pada masa ini penyebab ini, gabungan perubahan tekanan atmosfera dan lautan, dianggap yang utama."
Air menghilangkan batu
Musim adalah faktor kedua terbesar yang berkaitan dengan getaran Bumi. Kerana ia membawa kepada perubahan geografi dalam hujan, salji dan kelembapan.
Para saintis dapat menentukan tiang menggunakan kedudukan relatif bintang seawal 1899, dan sejak tahun 1970-an mereka telah dibantu oleh satelit. Tetapi walaupun anda menghilangkan pengaruh turun naik musiman dan Chandler, kutub putaran utara dan selatan masih bergerak relatif terhadap kerak bumi.
Dalam kajian yang diterbitkan pada bulan April 2016, JPL Surendra Adikari dan Eric Ivins mengetengahkan dua kepingan teka-teki goyangan Bumi.
Sehingga tahun 2000, paksi putaran Bumi bergerak ke arah Kanada sebanyak dua inci dalam setahun. Tetapi kemudian pengukuran menunjukkan bahawa paksi putaran berubah arah ke Kepulauan Britain. Beberapa saintis berpendapat bahawa ini mungkin disebabkan oleh kehilangan ais kerana pencairan cepat lapisan es Greenland dan Antartika.
Adikari dan Ivins memutuskan untuk menguji idea ini. Mereka membandingkan pengukuran GPS kedudukan tiang dengan data dari GRACE, sebuah kajian yang menggunakan satelit untuk mengukur perubahan massa di seluruh Bumi. Mereka mendapati bahawa pencairan ais Greenland dan Antartika hanya menyumbang dua pertiga dari pergeseran ke arah kutub baru-baru ini. Selebihnya, menurut saintis, harus dijelaskan oleh kehilangan air di benua, terutama di kawasan darat Eurasia.
Wilayah ini mengalami kekurangan dan kekeringan akuifer. Walaupun begitu, pada awalnya jumlah air yang terlibat dalam ini kelihatan terlalu kecil untuk membawa kepada akibat seperti itu.
Oleh itu, saintis melihat kedudukan kawasan yang terjejas. "Kami tahu dari asas fizik objek berputar bahawa pergerakan kutub sangat sensitif terhadap perubahan dalam jarak 45 darjah garis lintang," kata Adikari. Itulah, tepat di mana Eurasia kehilangan air.
Kajian ini juga mengenal pasti simpanan air benua sebagai penjelasan yang masuk akal untuk goyangan lain dalam putaran Bumi.
Sepanjang abad ke-20, para saintis tidak dapat memahami mengapa paksi putaran berubah setiap 6-14 tahun, meninggalkan jarak 0,5-1,5 meter ke timur atau barat dari arus amnya. Adikari dan Ivins mendapati bahawa dari tahun 2002 hingga 2015, tahun kering di Eurasia sepadan dengan ayunan ke timur, dan tahun basah ke pergerakan ke barat.
"Kami menjumpai pertandingan yang sempurna," kata Adikari. "Ini adalah kali pertama seseorang berjaya mengenal pasti padanan antara gerakan kutub antara tahun dengan kelembapan kemarau antara global."
Kesan teknogenik
Pergerakan air dan ais disebabkan oleh gabungan proses semula jadi dan tindakan manusia. Tetapi ada kesan lain yang mempengaruhi goyangan bumi.
Pada tahun 2009, Felix Landerer, juga dari JPL, mengira bahawa jika kadar karbon dioksida meningkat dua kali lipat dari tahun 2000 hingga 2100, lautan akan menjadi panas dan berkembang sehingga Kutub Utara bergerak 1.5 sentimeter setahun ke arah Alaska dan Hawaii untuk abad berikutnya. …
Begitu juga, pada tahun 2007 Landerer memodelkan kesan pemanasan lautan yang disebabkan oleh peningkatan tekanan dan peredaran yang sama dari karbon dioksida di dasar laut. Dia mendapati bahawa perubahan ini dapat mengubah jisim pada garis lintang yang lebih tinggi dan memendekkan hari sekitar 0.1 milisaat.
Gempa Bumi
Bukan hanya jumlah air dan ais yang besar yang mempengaruhi putaran Bumi ketika bergerak. Perpindahan batuan juga mempunyai kesan ini sekiranya cukup besar.
Gempa berlaku apabila lempeng tektonik yang membentuk permukaan Bumi tiba-tiba mula "menggosok" ketika mereka melintas. Ini juga boleh menyumbang. Gross mengukur gempa berkekuatan 8,8 skala Richter yang melanda pantai Chili pada tahun 2010. Dalam sebuah kajian yang belum diterbitkan, dia mengira bahawa pergerakan lempeng menggeser paksi Bumi relatif terhadap keseimbangan jisim sekitar 8 sentimeter.
Tetapi ini hanya berdasarkan penilaian model. Sejak itu, Gross dan yang lain telah berusaha untuk melihat perubahan sebenar putaran Bumi dari data gempa dari satelit GPS.
Sejauh ini, ini tidak berjaya, kerana agak sukar untuk membuang semua faktor lain yang mempengaruhi putaran Bumi. "Modelnya tidak sempurna dan ada banyak bunyi yang menutupi isyarat gempa kecil," kata Gross.
Pergerakan massa, yang berlaku ketika lempeng tektonik melintas di dekatnya, juga mempengaruhi jangka masa. Secara kasar dikira bahawa gempa berkekuatan 9.1 yang melanda Jepun pada tahun 2011 mengurangkan tempoh hari sebanyak 1.8 mikrodetik.
Menggeletar bumi
Apabila gempa bumi berlaku, ia memancarkan gelombang seismik yang membawa tenaga melalui usus bumi.
Terdapat dua jenis daripadanya. "Gelombang P" beberapa kali memampatkan dan mengembangkan bahan yang dilaluinya; getaran bergerak ke arah yang sama dengan gelombang. Gelombang S yang lebih perlahan menggegarkan batu dari sisi ke sisi, dan getaran berada pada sudut tepat ke arah perjalanan mereka.
Ribut yang kuat juga boleh menyebabkan gelombang seismik yang lemah, serupa dengan yang menyebabkan gempa bumi. Gelombang ini dipanggil mikroseisme. Sehingga baru-baru ini, saintis tidak dapat menentukan sumber gelombang S dalam mikroseisme.
Dalam kajian yang diterbitkan pada bulan Ogos 2016, Kiwamu Nishida dari University of Tokyo dan Ryota Takagi dari Tohoku University melaporkan menggunakan rangkaian 202 alat pengesan di selatan Jepun untuk mengesan gelombang P- dan S. Mereka mengesan asal-usul gelombang ke badai Atlantik Utara yang disebut "bom cuaca": dalam ribut ini, tekanan atmosfera di pusat turun dengan cepat.
Mengesan mikroseisme dengan cara ini akan membantu penyelidik memahami struktur dalaman Bumi dengan lebih baik.
Pengaruh bulan
Bukan hanya fenomena bumi yang mempengaruhi pergerakan planet kita. Kajian terbaru menunjukkan bahawa gempa bumi besar berlaku dengan bulan purnama dan baru. Mungkin ini kerana Matahari, Bulan dan Bumi sejajar, sehingga meningkatkan daya graviti yang bertindak di planet ini.
Dalam kajian yang diterbitkan pada bulan September 2016, Satoshi Ida dari University of Tokyo dan rakan-rakannya menganalisis tekanan pasang surut selama dua minggu sebelum gempa bumi besar dalam dua puluh tahun terakhir. Dari 12 gempa bumi terbesar dengan skala 8.2 atau lebih besar, sembilan berlaku semasa bulan purnama atau bulan baru. Untuk gempa kecil, tidak ada surat-menyurat yang dijumpai.
Ida menyimpulkan bahawa pengaruh graviti tambahan yang berlaku pada masa-masa ini dapat meningkatkan pengaruh daya pada lempeng tektonik. Perubahan ini mestilah kecil, tetapi jika papak sudah diaktifkan, kekuatan tambahan mungkin mencukupi untuk mencetuskan patah besar di batu.
Namun, banyak saintis ragu-ragu dengan penemuan Ida, kerana dia hanya mengkaji 12 gempa bumi.
Menggeletar matahari
Yang lebih kontroversial adalah idea bahawa getaran yang berasal jauh di dalam Matahari dapat menjelaskan sejumlah fenomena gegaran di Bumi.
Apabila gas bergerak di dalam matahari, mereka menghasilkan dua jenis gelombang yang berbeza. Mereka yang dilahirkan dalam proses perubahan tekanan disebut p-mod, dan yang terbentuk ketika bahan padat disedut ke dalam oleh gravitasi disebut g-mod.
Mod-P memerlukan beberapa minit untuk menyelesaikan kitaran getaran penuh; g-mod mengambil masa dari sepuluh minit hingga beberapa jam. Jumlah masa ini disebut "tempoh" mod.
Pada tahun 1995, sebuah kumpulan yang diketuai oleh David Thomson dari Queen's University di Kingston, Kanada, menganalisis corak angin suria - aliran zarah bermuatan yang berasal dari matahari - dari tahun 1992 hingga 1994. Mereka memerhatikan ayunan yang mempunyai tempoh yang sama dengan mod p- dan g, menunjukkan bahawa getaran suria entah bagaimana berkaitan dengan angin suria.
Pada tahun 2007, Thomson sekali lagi melaporkan bahawa turun naik voltan yang tidak dapat dijelaskan pada kabel utiliti bawah laut, pengukuran seismik di Bumi, dan bahkan pemutusan panggilan telefon mempunyai corak frekuensi yang sesuai dengan gelombang di dalam Matahari.
Walau bagaimanapun, para saintis percaya bahawa tuntutan Thomson mempunyai alasan yang goyah. Menurut simulasi, getaran suria ini, terutama mode g, seharusnya begitu lemah pada saat mereka mencapai permukaan Matahari sehingga tidak dapat mempengaruhi angin suria dengan cara apa pun. Walaupun ini tidak berlaku, corak ini pasti telah musnah oleh pergolakan medium antarplanet sebelum sampai ke Bumi.
Mungkin idea Thomson salah. Tetapi ada banyak sebab lain mengapa planet kita bergoyang dan bergoyang.
ILYA KHEL
