O construcție uriașă din China are un efect surprinzător asupra planetei: încetinește, într-o măsură infimă, rotația Pământului. Este vorba despre Barajul celor Trei Defilee, o megastructură de pe fluviul Yangtze, care poate reține aproximativ 40 de miliarde de metri cubi de apă. Deși efectul asupra duratei unei zile este aproape imposibil de sesizat, fenomenul arată cât de mult pot influența distribuția maselor de apă și marile construcții echilibrul fizic al planetei, potrivit BBC Science Focus.
Cum arată barajul uriaș din China și la ce folosește
Barajul celor Trei Defilee este amplasat pe fluviul Yangtze, în provincia Hubei, din centrul Chinei. Cu o înălțime de aproximativ 185 de metri și o lungime de peste 2.300 de metri, construcția este considerată cel mai mare baraj din lume.
› Vezi galeria foto ‹
Foto: Getty Images
Dimensiunile sale sunt impresionante. Pentru realizarea proiectului au fost folosiți aproximativ 28 de milioane de metri cubi de beton și o cantitate de oțel echivalentă cu cea necesară construirii a 63 de replici ale Turnului Eiffel. Lucrările au durat 17 ani și au implicat aproximativ 40.000 de oameni, iar costurile totale au fost estimate la 37 de miliarde de dolari.
Principalul scop al barajului este producerea energiei electrice. În același timp, construcția contribuie la controlul inundațiilor și la îmbunătățirea condițiilor de navigație pe Yangtze, unul dintre cele mai importante fluvii ale Chinei.
Rezervorul său poate stoca aproximativ 40 de miliarde de metri cubi de apă, echivalentul a circa 16 milioane de piscine olimpice. Tocmai această cantitate uriașă de apă, concentrată într-o anumită zonă a planetei, explică efectul asupra rotației Pământului.
Cu cât încetinește rotația Pământului
În 2005, Benjamin Fong Chao, cercetător la NASA, a calculat că umplerea rezervorului barajului poate modifica ușor rotația planetei. Potrivit estimărilor sale, atunci când rezervorul este plin, durata unei zile crește cu aproximativ 0,06 microsecunde.
Efectul este extrem de mic și nu poate fi observat în viața de zi cu zi. Totuși, el poate fi explicat prin legile fizicii care guvernează mișcarea corpurilor.
Același calcul a indicat că redistribuirea unei asemenea cantități de apă poate deplasa axa de rotație a Pământului cu aproximativ doi centimetri. Valoarea nu este însă constantă, deoarece distribuția apei pe planetă se schimbă în funcție de anotimp și de alți factori naturali.
De ce o construcție poate influența rotația planetei
Explicația are legătură cu două concepte 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.
Atunci 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 se conservă. Pentru a înțelege principiul, poate fi folosit exemplul unui patinator care se rotește pe gheață: atunci când își apropie brațele de corp, se învârte mai repede, iar când le întinde, rotația încetinește.
La scară planetară, modificările distribuției maselor pot produce 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.
Alte schimbări provocate de oameni au efecte și mai mari
Barajul din China nu este singura intervenție umană care poate influența rotația planetei. Potrivit cercetătorilor Maik Thomas și Robert Dill, de la Centrul German de Cercetare pentru Geostiințe, modificările importante ale rezervelor de apă și pierderea gheții pot avea efecte comparabile sau chiar mai mari.
Un exemplu este Marea Aral, situată între Kazahstan și Uzbekistan. Lacul, cândva al treilea ca mărime din lume, a pierdut peste trei sferturi din volumul de apă începând din 1960, după devierea unor râuri 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.
Pierderea masei de gheață din Groenlanda contribuie, de asemenea, 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.
De ce contează o diferență de câteva miliardimi de secundă
Chiar dacă aceste variații sunt aproape imperceptibile, ele sunt importante pentru cercetarea științifică și pentru explorarea spațiului. Agențiile spațiale trebuie să cunoască foarte precis 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 luate în calcul pentru ca aceste operațiuni să fie cât mai precise.
De altfel, rotația Pământului nu este un reper perfect pentru măsurarea timpului. Durata zilei 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.