Cum a influențat Barajul celor Trei Defilee din China rotația Pământului conform NASA

Cine a studiat efectul barajului asupra Pământului?

Cum a influențat Barajul celor Trei Defilee din China rotația Pământului conform NASA

Un studiu condus de NASA a demonstrat că una dintre cele mai mari construcții ale omenirii nu doar că transformă peisajul de-a lungul fluviului Yangtze, ci exercită și o influență, deși infimă, asupra mișcării de rotație a planetei. Vorbim despre Barajul celor Trei Defilee, situat în provincia Hubei, din centrul Chinei.

Cu o înălțime de aproximativ 185 de metri și o lungime de peste 2.300 de metri, acest gigant de beton este considerat cel mai mare baraj din lume.

Dimensiunile sale sunt cu adevărat colosale. Pentru ridicarea structurii au fost necesari aproximativ 28 de milioane de metri cubi de beton și o cantitate de oțel echivalentă cu cea folosită pentru construirea a 63 de replici ale Turnului Eiffel.

Proiectul a cerut eforturi uriașe: lucrările s-au desfășurat timp de 17 ani, cu implicarea a aproximativ 40.000 de muncitori, iar costurile totale au fost estimate la 37 de miliarde de dolari.

Funcția principală a acestui complex este generarea energiei electrice. Totodată, construcția joacă un rol crucial în controlul inundațiilor și în îmbunătățirea condițiilor de navigație pe Yangtze, unul dintre cele mai importante fluvii ale Chinei. Rezervorul creat de baraj poate reține aproximativ 40 de miliarde de metri cubi de apă, o cantitate echivalentă cu circa 16 milioane de piscine olimpice. Este tocmai această masă uriașă de apă, concentrată într-o anumită zonă a planetei, care explică impactul asupra rotației Pământului.

În 2005, cercetătorul de la NASA, Benjamin Fong Chao, a efectuat calcule care au arătat că umplerea rezervorului poate modifica ușor rotația planetei. Conform estimărilor sale, când rezervorul este la capacitate maximă, durata unei zile se prelungise cu aproximativ 0,06 microsecunde.

Deși acest efect este extrem de mic și practic imposibil de observat în viața cotidiană, el este explicabil prin legile fizicii care guvernează mișcarea corpurilor.

Același calcul a relevat că redistribuirea unei asemenea cantități de apă poate deplasa axa de rotație a Pământului cu aproximativ doi centimetri. Această valoare nu este însă constantă, deoarece distribuția globală a apei se modifică în funcție de anotimp și de alți factori naturali.

Fenomenul se explică prin două concepte fundamentale din fizică: momentul de inerție și conservarea momentului cinetic. Momentul de inerție descrie rezistența unui corp la schimbarea mișcării de rotație.

Cu cât masa este mai mare și se află mai departe de axa în jurul căreia se rotește corpul, cu atât efectul asupra rotației poate fi mai important.

Cum afectează apa stocată rotația planetei?

Când rezervorul barajului este umplut, o cantitate enormă de apă este acumulată într-o zonă aflată la o anumită distanță de axa de rotație a Pământului. Această redistribuire a masei modifică foarte puțin momentul de inerție al planetei. În același timp, momentul cinetic rămâne constant. Un analogie simplă este cea a unui patinator care se rotește pe gheață: când își apropie brațele de corp, rotația se accelerează, iar când le întinde, se încetinește.

La scară planetară, modificările în distribuția maselor produc efecte similare.

În cazul barajului celor Trei Defilee, acumularea apei determină o creștere foarte mică a momentului de inerție, ceea ce duce la o reducere infimă a vitezei de rotație a Pământului. Totuși, barajul din China nu este singura intervenție umană capabilă să influențeze rotația planetei.

Cercetători de la Centrul German de Cercetare pentru Geostiințe, Maik Thomas și Robert Dill, au arătat că modificările importante ale rezervelor de apă și pierderea gheții pot avea efecte comparabile sau chiar mai mari. Un exemplu elocvent este Marea Aral, situată între Kazahstan și Uzbekistan.

Acest lac, cândva al treilea ca mărime la nivel mondial, a pierdut peste trei sferturi din volumul său de apă începând din 1960, după ce mai multe râuri au fost deviate pentru proiecte de irigații.

Potrivit estimărilor celor doi cercetători, efectul acestei schimbări asupra rotației Pământului a fost de peste trei ori mai mare decât cel asociat construirii barajului celor Trei Defilee. De asemenea, pierderea masei de gheață din Groenlanda contribuie la modificarea distribuției maselor pe glob.

Thomas și Dill estimează că schimbările asociate acestui fenomen pot avea un efect asupra duratei zilei de aproximativ zece ori mai mare decât cel înregistrat la umplerea rezervorului barajului chinez.

Chiar dacă aceste variații sunt aproape imperceptibile, ele sunt esențiale pentru cercetarea științifică și pentru explorarea spațiului. Agențiile spațiale trebuie să cunoască cu precizie extremă poziția și viteza de rotație a Pământului pentru a controla sateliții și a calcula traiectoriile sondelor trimise spre alte planete.

Modificările produse de marile construcții, de cutremure, de interacțiunea gravitațională cu Luna și de schimbările din interiorul planetei trebuie incluse în calcule pentru a asigura precizia operațiunilor spațiale.

De altfel, rotația Pământului nu este un reper perfect pentru măsurarea timpului. Durata unei zile variază ușor, iar secunda este definită astăzi printr-un standard atomic, bazat pe oscilațiile atomului de cesiu, nu ca o fracțiune din rotația planetei.

Barajul celor Trei Defilee nu schimbă în mod sesizabil durata zilei, însă demonstrează că până și o construcție realizată de oameni poate modifica, într-o măsură măsurabilă științific, mișcarea întregului Pământ.