Kısaca

NASA öncülüğündeki uluslararası ekip, uydular ve yer kabuğu deformasyonlarını birleştiren yeni bir teknikle mevsimsel su ve hava kütlesi hareketlerinin Dünya'nın kütle merkezini ne kadar kaydırdığını belirledi.

Gezegen üzerindeki su, buz ve hava kütlelerinin mevsimsel olarak yer değiştirmesi, Dünya'nın kütle merkezinin geometrik merkeze göre sürekli salınmasına yol açıyor. NASA'nın Güney Kaliforniya'daki Jet İtki Laboratuvarı (JPL) liderliğinde yürütülen ve sonuçları Geophysical Journal International dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, bu mevsimsel salınımları yüksek hassasiyetle hesaplayan yeni bir teknik ortaya koydu. Nevada Üniversitesi, Montana Üniversitesi ve Almanya'daki Helmholtz Yer Bilimleri Araştırma Merkezi'nden araştırmacıların da katkı sunduğu çalışma, Dünya'nın kütle merkezinin her yıl ileri geri yaptığı hareketin boyutunun sekiz yıl önceki tahminlerin yaklaşık yarısı kadar olduğunu belirledi.

Dünya'nın kütle merkezi, yerçekimi etkisiyle yörüngede dolanan uyduların hareketini belirleyen ve uydu navigasyonundan yükseklik ölçümlerine kadar birçok alanda temel alınan bir referans noktası niteliği taşıyor. 2017 ve 2023 yıllarında yapılan son iki uluslararası hesaplama arasında 7 milimetrelik (0,27 inç) fark bulunması, hareketin kendi büyüklüğüne yakın bir belirsizlik yaratıyordu. 1976 ve 1992 yıllarında fırlatılan 408 kilogramlık LAGEOS 1 ve LAGEOS 2 uyduları yalnızca lazerle yer istasyonlarından izlenerek bu ölçümler için kullanılıyordu; ancak yirmiden fazla ülkeye yayılan yer istasyonlarının yeryüzündeki dengesiz dağılımı ölçüm hassasiyetini sınırlıyordu. JPL yer bilimcisi Donald Argus öncülüğünde geliştirilen yeni teknik ise lazer menzil verilerine GPS takibini ve alçak Dünya yörüngesindeki çeşitli uyduların yörünge verilerini eklerken, su ve buz ağırlığının yer kabuğunda yarattığı deformasyonları da hesaba kattı.

Araştırmacılar kütle merkezindeki mevsimsel salınımları okyanuslar, atmosfer ve kıtasal su kaynakları olmak üzere üç ana başlık altında takip etti. Kuzey Amerika ve Avrasya'daki kar birikiminin mart ayında en yüksek seviyeye ulaşarak kütle merkezini Kuzey Kutbu'na doğru yaklaşık 3 milimetre kaydırdığı saptandı. Bir ay sonra, nisan ayında Amazon Nehri havzasındaki yağmur suyu 2 bin 400 gigatona ulaşarak kütle merkezini Güney Amerika yönüne 2,2 milimetre çekerken, güneydoğu Asya muson suları kasım ayında 600 gigatona ulaşarak bu yıllık salınıma ekleniyor. Ağustos ve ekim ayları arasında ise okyanuslar eriyen karlar ve yağmur sularıyla şişerek kütle merkezini Güney Pasifik Okyanusu'na doğru kaydırıyor; Akdeniz, Kızıldeniz, Kuzey Denizi, Baltık Denizi ve Barents Denizi'ndeki dinamikler de bu harekete katkı veriyor. Ayrıca Avrupa Orta Vadeli Hava Tahminleri Merkezi'nin modeli kullanılarak yapılan analizde, yoğun kış havasının her yıl 21 Aralık civarında Arabistan, Asya ve Kuzey Afrika üzerinde, 21 Haziran civarında ise Güney Amerika ve Güney Afrika üzerinde ağırlığı artırdığı kaydedildi.

Araştırmada elde edilen kütle hesaplamaları, 2018 yılında fırlatılan ve ikiz uydularıyla yerçekimi değişimlerini ölçen GRACE-FO görevinin gözlemleriyle örtüşüyor. JPL'den araştırmanın ortak yazarı Felix Landerer, bu hareketler milimetrik görünse de modern dünyanın son derece hassas konumlandırma ölçümlerine dayandığını, referans sistemlerini değiştiren mekanizmaları anlamanın küresel nakliye lojistiğinden hassas tarıma kadar uzanan haritalama ve navigasyon sistemlerini iyileştireceğini belirtti. NASA ile Alman Yer Bilimleri Araştırma Merkezi ortaklığında sürdürülen ölçümlerin devamlılığı için geliştirilen yeni nesil GRACE-C görevinin ise 2028 yılı sonlarında fırlatılması hedefleniyor.

Neden önemli?Dünya'nın kütle merkezindeki milimetrik sapmaların kesinleşmesi, küresel denizcilik lojistiğinden hassas tarıma kadar uydu navigasyonu ve haritalama sistemlerinde kullanılan referans koordinatlarının doğruluğunu artırıyor.

Şu ana kadar bildiklerimiz

  • Yeni ölçümler, Dünya'nın kütle merkezinin yıllık mevsimsel hareketinin sekiz yıl önce tahmin edilenin yaklaşık yarısı kadar olduğunu gösteriyor.
  • Kuzey yarımküredeki kar birikimi martta kütle merkezini Kuzey Kutbu'na 3 milimetre çekerken, nisanda Amazon'da biriken yağmur suyu merkezi Güney Amerika'ya 2,2 milimetre kaydırıyor.
  • NASA ve GFZ ortaklığındaki mevcut GRACE-FO verilerini doğrulayan çalışmanın ardından serinin devamı olan GRACE-C görevinin 2028 yılı sonlarında fırlatılması planlanıyor.

Cevabı beklenen sorular

  • Yeni kütle merkezi hesaplamalarının uluslararası jeodezik referans sistemlerine ne zaman entegre edileceği ve 2028'de fırlatılacak GRACE-C uydularının bu hassasiyeti ne ölçüde ileri taşıyacağı henüz bilinmiyor.
Kaynaklar ve belgeler

Bu haberde kullanılan belgelere aşağıdaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz.