كشفت دراسة حديثة قادها علماء من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا أن مركز كتلة الأرض يتحرك باستمرار حول مركزها الهندسي نتيجة التغيرات الموسمية في توزيع المياه والجليد والهواء على سطح الكوكب.

ورغم أن هذه الحركة لا تتجاوز بضعة مليمترات، فإنها تحظى باهتمام علمي كبير بسبب اعتماد أنظمة الملاحة وتحديد المواقع والقياسات الجغرافية الحديثة على مراجع فائقة الدقة. وأوضحت ناسا أن فهم هذه التغيرات يساعد العلماء على تطوير أطر مرجعية أكثر دقة، بما يدعم تطبيقات الملاحة ورسم الخرائط.

المياه والجليد وراء الحركة الموسمية

وأوضح الباحثون أن كميات هائلة من المياه والجليد والهواء تنتقل بين مناطق مختلفة من الأرض على مدار العام، بفعل ذوبان الثلوج، وهطول الأمطار، والتغيرات الموسمية في المحيطات والغلاف الجوي.

وتؤدي إعادة توزيع هذه الكتل إلى تحرك مركز كتلة الأرض، أو ما يعرف بـ**«الجيوسنتر»**، بالنسبة إلى مركزها الهندسي. ووفق الدراسة الجديدة، تتحرك هذه النقطة ذهابًا وإيابًا على مدار العام بمقدار بضعة مليمترات.

وقال فيليكس لاندرر، الباحث في مختبر الدفع النفاث وعضو فريق الدراسة، إن هذه التحركات تبدو صغيرة، إلا أن الأنظمة الحديثة تعتمد على قياسات دقيقة للغاية لتحديد المواقع، ما يجعل رصدها وفهم أسبابها أمرًا مهمًا.

تقنية جديدة لقياس مركز كتلة الأرض

قاد عالم الجيوفيزياء في مختبر الدفع النفاث دونالد أرغوس فريقًا طور طريقة جديدة لتحديد حركة مركز كتلة الأرض بدقة أكبر.

واعتمدت التقنية على دمج بيانات التتبع فائقة الدقة للأقمار الصناعية مع بيانات نظام تحديد المواقع العالمي GPS، إلى جانب معلومات من أقمار صناعية تدور في مدارات أرضية منخفضة.

وتستفيد الطريقة من حقيقة أن الأقمار الصناعية تتحرك تحت تأثير جاذبية الأرض حول مركز كتلتها، وبالتالي يمكن استخدام التغيرات الصغيرة في المسافات بين الأقمار الصناعية ومحطات الرصد الأرضية لتحديد حركة هذا المركز.

ماذا يحدث خلال أشهر السنة؟

رصد الباحثون اختلاف حركة مركز كتلة الأرض باختلاف توزيع المياه والجليد على الكوكب. ففي مارس، يصل تراكم الثلوج في أمريكا الشمالية وأوراسيا إلى مستويات مرتفعة، ما يؤدي إلى تحرك مركز الكتلة بنحو 3 مليمترات باتجاه القطب الشمالي.

وفي أبريل، تبلغ مياه الأمطار في حوض الأمازون ذروتها عند نحو 2400 غيغا طن، وهو ما يؤدي إلى تحرك مركز الكتلة بنحو 2.2 مليمتر باتجاه أمريكا الجنوبية.

أما في نوفمبر، فتسهم مياه موسم الرياح الموسمية في جنوب شرق آسيا، التي تصل إلى نحو 600 غيغا طن، في جزء من التذبذب السنوي لمركز كتلة الأرض.

وتشمل التأثيرات الموسمية أيضًا المحيطات والغلاف الجوي، إذ تتغير كميات المياه في المحيطات نتيجة الأمطار وذوبان الجليد، بينما تؤثر التغيرات في كثافة الهواء وتوزيعه في حركة مركز الكتلة على مدار العام.

الحركة أقل مما كان يُعتقد سابقًا

ومن أبرز نتائج الدراسة أن الحركة السنوية لمركز كتلة الأرض تبدو أقل مما كانت تقدره الدراسات السابقة.

وقال دونالد أرغوس إن التقديرات الجديدة تشير إلى أن حجم الحركة السنوية ذهابًا وإيابًا يبلغ نحو نصف التقديرات التي كانت سائدة قبل ثماني سنوات، ما يعني أن كمية المياه والهواء التي تنتقل بين نصفي الكرة الأرضية موسميًا قد تكون أقل مما كان يُعتقد.

وتتوافق حسابات الدراسة مع ملاحظات مهمة من مهمة GRACE-FO التابعة لناسا ووكالة الأبحاث الجيولوجية الألمانية، والتي تراقب التغيرات الشهرية في مجال جاذبية الأرض المرتبطة، بصورة أساسية، بحركة المياه فوق سطح الأرض وتحته.

أهمية النتائج للملاحة والخرائط

ولا تعني حركة مركز كتلة الأرض أن أنظمة الملاحة ستتوقف عن العمل أو ستتعرض لاضطراب كبير، وإنما تكمن أهمية النتائج في تحسين دقة المرجع الجغرافي الذي تعتمد عليه الأقمار الصناعية وأجهزة تحديد المواقع والقياسات الجيوديسية.

وتوضح ناسا أن معرفة موقع مركز كتلة الأرض بدقة أمر أساسي لتحديد مواقع الأقمار الصناعية ومحطات الرصد، كما تسهم القياسات الجيوديسية فائقة الدقة في تطبيقات تشمل الملاحة ورسم الخرائط ودراسة تغير مستوى سطح البحر.

وتكشف الدراسة في النهاية مدى حساسية نظام الأرض للتغيرات المستمرة في توزيع المياه والجليد والغلاف الجوي، حتى عندما تكون هذه التغيرات على مقياس المليمترات، وتبرز أهمية مراقبتها لتحسين دقة القياسات العلمية والتطبيقات التي تعتمد عليها التقنيات الحديثة.

للمزيد تابع

خليجيون نيوز على: فيسبوك | إكس | يوتيوب | إنستغرام | تيك توك