Nutatie, een van de mogelijke oorzaken van een regionale klimaatverandering?

Door Ap Cloosterman.

Uit de oude doos.

Vijf jaar geleden, heb ik onderstaand artikel geschreven. Er zijn hierin toen 10 oorzaken genoemd die van invloed zijn op de nutatie van de Aarde. Het artikel is verder wat uitgebreid.

De invloed van het oppompen van grondwater is toen niet genoemd. Geofysicus Ki-Weon van de Seoul National University is door onderzoek tot de volgende conclusie gekomen:

“Onze studie toont aan, dat onder klimaat gerelateerde oorzaken de herverdeling van grondwater eigenlijk de grootste impact heeft op de drift van de roterende pool. De kanteling van de Aarde is tussen 1993 en 2010 met 31,5 inch (80 cm) veranderd vanwege de hoeveelheid grondwater die de mensen uit de aardkorst hebben gepompt. In die periode is er 2.150 gigaton grondwater opgepompt. Als zo’n hoeveelheid in de wereldwijde oceaan zou worden gegoten, zou het oppervlak met 0,24 inch (6 millimeter) stijgen. Een nieuwe studie heeft nu onthuld dat het verplaatsen van zo’n enorme hoeveelheid water een effect heeft gehad op de as waar de planeet omheen draait.” Zie hier.

Sinds 2016 weten wetenschappers dat de roterende pool wordt beïnvloed door klimaat gerelateerde processen, zoals het ontdooien van ijsbergen en de herverdeling van het water dat hierbij vrijkomt.

De onderzoekers hadden eerst geprobeerd om de verschuivingen van de polen enkel te verklaren door het smelten van de ijskappen en gletsjers. Maar de resultaten bleken niet te kloppen. Er moest dus nog een belangrijke factor zijn. Pas wanneer ze ook de hoeveelheid opgepompt grondwater meenamen in de berekeningen, bleken de resultaten overeen te komen met de werkelijkheid. Zonder het weggepompte grondwater zat de berekende kanteling er 31 inch (78,5 cm) naast. Zie ook hier.

Beheersen van de manier waarop grondwater zich over de wereld beweegt, kan daarom helpen de kanteling van de Aarde en daarmee de mogelijke klimaateffecten die daarmee gepaard gaan, te beperken.

Nutatie is de schommelende beweging van de aardas tijdens de omwentelingsroute van de polen (precessie). De oorzaak hiervan kan zijn, dat de samenstelling van het voorwerp niet homogeen is of dat de vorm van het voorwerp ten opzichte van de omwentelingsas asymmetrisch is.

De Aarde is enigszins te vergelijken met een tol die niet precies rechtop staat.

Planeten, de Aarde inbegrepen, vertonen vaak een zekere (natuurlijke) nutatie. De nutatiekegelhoek bedraagt hooguit 10 boogseconden. Zie figuur 1 en 2.

Figuur 1.

De belangrijkste schommeling heeft een periode van 18,6 jaar, maar er zijn ook kleinere schommelingen met veel kortere periodes, sommigen zelfs van maar enkele dagen.

Figuur 2.

Figuur 3. Zie hier. 
R=rotatie, P=precessie. N=nutatie

Dit beschreven proces van (natuurlijke) nutatie is onderdeel van de eigenschappen van de Aarde met haar omliggende hemellichamen. (Zon, Maan en planeten). Deze natuurlijke nutatie zorgt ervoor dat de instraling van zonlicht op de Aarde plaatselijk verandert.

De Aarde staat scheef en niet zo’n klein beetje ook. De as waar de Aarde omheen draait staat 23,5 graden gekanteld. Dankzij die schuine aardas staan we in de zomer (in het noordelijk halfrond) iets meer naar de zon gekanteld, in de winter wat verder weg. Zonder die schuine positie zouden er geen seizoenen zijn op onze planeet. Als de massa verhouding op Aarde verandert kan dat van invloed zijn.

Ik geef eerst een vergelijkend voorbeeld uit ons dagelijks leven: uitbalanceren van autowielen (slingeren van de wielen). Het balanceren van de wielen is het in balans brengen van de velg en band. Dit wordt altijd gedaan na het monteren van nieuwe banden.

Onbalans (in de astronomie: nutatie) heeft te maken met een onevenwichtige verdeling van de massa van het wiel.
De onbalans haalt men weg door een loodklem op de velg te plaatsen waardoor de velg en de band bij elk toerental in balans blijft. 

Massaverplaatsing op Aarde, als het om grote hoeveelheden gaat, kan nutatie verhogend werken. De volgende natuurlijke verschijnselen of menselijke acties zijn hierop van toepassing:

1. De compacte stedelijke uitbreiding op Aarde: er wordt materiaal van elders aangevoerd.

2. Het delven van gesteente (bijvoorbeeld marmer, graniet en basalt), dat op andere plaatsen wordt gebruikt als bouwmateriaal.

3. Het delven van metalen (bijvoorbeeld ijzer, koper, lood, zink) en het verplaatsen hiervan naar andere locaties.

4. De enorme hoeveelheden aan kolen, turf, gas en olie die worden verbrand en als gas aan de Aarde ontsnappen.
De hoeveelheid olie, die inmiddels aan de Aarde is onttrokken wordt geschat op 5,3 x 10∧11 ton.

De hoeveelheid landijs op Groenland is 2,8 x 10∧12 ton. Als al dit ijs zou smelten dan verandert de massaverdeling van water en ijs drastisch en dat heeft gevolgen voor de aardrotatie-as (nutatie) en dat betekent dat de instraling van het zonlicht per regio anders zal worden en dat heeft gevolgen voor het regionale klimaat.

Aldus Prof. dr. Bert Vermeersen geofysicus en hoogleraar TUD.

Alleen al wat betreft de massa van de inmiddels opgepompte aardolie komt dit overeen met 1/5 deel van de ijsmassa op Groenland! En dat gaat maar door!

5. De bouw van dijken en waterbassins voor waterkrachtcentrales.

Bovengenoemde zaken hebben een grotere impact gekregen na de start van de industriële revolutie. Het IPCC en de politiek reppen hier niet over en richten zich volledig op de stijging van het gehalte aan CO2 in onze atmosfeer met als gevolg de volgens hen toegenomen gemiddelde aardse temperatuur.

Overigens waren de temperatuurmetingen uit die tijd, zeker als het gaat om een aards gemiddelde, weinig betrouwbaar. Dit is ook het geval, als het gaat om regionale temperatuur verschillen uit die tijd. Alarmisten wijzen de menselijke emissie van CO2 als schuldige van de opwarming van de Aarde aan. De opwarming vanaf de start van de industriële revolutie tot heden is 1,2 °C geweest. De bijdrage door invloed van CO2 is volgens sceptici slechts 0,23°C geweest. Het is dus heel goed mogelijk, dat een verhoogde nutatie voor een deel van invloed is geweest op de regionale klimaatveranderingen. Vermeldingswaard is dat onderwerp nutatie in de IPCC-rapportage in het geheel niet aan de orde is geweest.

6. Het kappen van bossen en oerwouden. Het hout wordt naar andere plaatsen afgevoerd.

7. Het smelten van grote hoeveelheden ijs op gletsjers en op land (Antarctica en Groenland). De afgebroken Larsen C-ijsplaat woog bijvoorbeeld maar liefst 1 biljoen ton. De massa die eerder plaatselijk haar druk liet gelden, verplaatst zich als water over de oceanen. (Dit is niet van toepassing voor zee-ijs.) Volgens het Jet Propulsion Laboratory van NASA-Californië is dit de belangrijkste oorzaak.

8. Uitbarstingen van lava veroorzaken een verandering in de verdeling van de massa van het magma in het inwendige van de Aarde. Het gevolg hiervan noemt men de Chandler Wobble De Chandler Wobble is een kleine variatie in de rotatie van de aarde op zijn as. Het is al enige tijd bekend dat de fase van de Chandler Wobble in de jaren 1920 met 180 graden is gestegen, maar een nieuwe studie door wetenschappers aan de Russische Academie van Wetenschappen heeft aangetoond dat hetzelfde ook in 1850 en 2005 gebeurde. Maar niemand weet waarom. Zie hier.

9. Schuivende continenten. De bewegende aardplaten verplaatsen zich met een snelheid van 1 tot 10 cm per jaar, met uitschieters tot 30 cm per jaar. Zie hier.

10. Aardbevingen. De aardbeving in Chili in 2010 van 8,8 op de schaal van Richter heeft de aardas een paar centimeter verschoven. Volgens onderzoekers van NASA heeft de beving de aardas zo’n acht centimeter uit het lood geslagen. Bij de beving op Sumatra (9,1 op de schaal van Richter) van 2004 verschoof de aardas zo’n zes centimeter. (2 maart 2010).

Overigens lijkt het mij een schier onmogelijke taak om de precieze invloed van de bovengenoemde 10 punten t.o.v. de verandering van de nutatie te berekenen.

Tot slot: Bij de beoordeling van oorzaken van klimaatveranderingen is het verstandig en noodzakelijk om het fenomeen “nutatie” ook bij een onderzoek te betrekken.

***