China a construit un colos care încetinește rotația Pământului. Cum arată megastructura și la ce este folosită

Potrivit explicațiilor prezentate de BBC Science Focus, efectul este extrem de mic, însă demonstrează că intervențiile oamenilor pot influența inclusiv fenomene care se desfășoară la scară planetară.

Cum arată Barajul celor Trei Defilee, construcția uriașă din China

Barajul celor Trei Defilee este amplasat pe fluviul Yangtze, în provincia Hubei, din centrul Chinei. Este considerat cel mai mare baraj hidroelectric din lume, iar dimensiunile sale sunt impresionante: aproximativ 185 de metri înălțime și peste 2.300 de metri lungime.

Pentru construirea acestei megastructuri au fost utilizate aproximativ 28 de milioane de metri cubi de beton. Cantitatea de oțel folosită este comparabilă cu cea necesară pentru realizarea a 63 de replici ale Turnului Eiffel.

Proiectul a fost unul extrem de complex. Lucrările au durat 17 ani și au implicat aproximativ 40.000 de muncitori. Investiția totală a fost estimată la 37 de miliarde de dolari.

Dincolo de dimensiunile sale spectaculoase, barajul are o importanță strategică pentru China.

La ce folosește construcția care poate stoca 40 de miliarde de metri cubi de apă

Principalul obiectiv al Barajului celor Trei Defilee este producerea energiei electrice. Centrala hidroelectrică asociată proiectului are o capacitate instalată de 22.500 de megawați, fiind una dintre cele mai mari din lume.

În același timp, megastructura îndeplinește și alte funcții importante:

- contribuie la prevenirea și limitarea inundațiilor provocate de fluviul Yangtze;

- facilitează navigația pe unul dintre cele mai importante cursuri de apă din China;

- permite acumularea unor cantități uriașe de apă, care pot fi gestionate în funcție de necesități.

Rezervorul barajului poate reține aproximativ 40 de miliarde de metri cubi de apă, o cantitate echivalentă cu aproximativ 16 milioane de piscine olimpice.

Tocmai această masă impresionantă de apă explică fenomenul care a atras atenția cercetătorilor: modificarea, fie și infimă, a vitezei de rotație a Pământului.

Cu cât încetinește rotația Pământului din cauza barajului chinez

Fenomenul a fost analizat în 2005 de Benjamin Fong Chao, cercetător asociat NASA, care a studiat efectele redistribuirii unei cantități atât de mari de apă asupra mișcării planetei.

Calculele sale au indicat că, atunci când rezervorul este umplut la capacitate maximă, durata unei zile pe Pământ crește cu aproximativ 0,06 microsecunde.

Cu alte cuvinte, ziua devine mai lungă cu numai 60 de nanosecunde. Diferența este imposibil de observat în viața obișnuită, dar poate fi măsurată cu instrumente științifice foarte precise.

Cercetătorul a estimat, de asemenea, că redistribuirea apei ar putea modifica poziția axei de rotație a Pământului cu aproximativ doi centimetri.

Explicația științifică: de ce poate un baraj să încetinească rotația planetei

La prima vedere, pare greu de crezut că o construcție realizată de oameni poate influența mișcarea întregului Pământ. Explicația se găsește însă în două principii fundamentale ale fizicii: momentul de inerție și conservarea momentului cinetic.

Momentul de inerție descrie modul în care distribuția masei unui corp influențează mișcarea sa de rotație. Atunci când o cantitate foarte mare de apă este acumulată într-o anumită zonă a planetei, distribuția masei se modifică.

Pentru a înțelege mai ușor fenomenul, poate fi folosit exemplul unui patinator care se rotește pe gheață. Atunci când își apropie brațele de corp, viteza de rotație crește. În schimb, când își întinde brațele, se rotește mai încet.

Un mecanism asemănător se aplică și la nivelul Pământului. Acumularea apei în rezervorul barajului modifică foarte puțin momentul de inerție al planetei.

Deoarece momentul cinetic trebuie să se conserve, viteza de rotație scade într-o măsură extrem de mică.

Astfel, o construcție gigantică poate influența durata zilei, chiar dacă efectul nu este sesizabil pentru oameni.

Alte schimbări provocate de oameni pot influența rotația Pământului

Barajul celor Trei Defilee nu este singura intervenție umană care a modificat distribuția maselor de apă pe planetă.

Un exemplu important este Marea Aral, situată între Kazahstan și Uzbekistan. Considerată cândva al treilea lac ca mărime din lume, aceasta a pierdut peste trei sferturi din volumul de apă începând cu anii 1960, în urma devierii râurilor care o alimentau pentru proiecte de irigații.

Potrivit estimărilor cercetătorilor Maik Thomas și Robert Dill, de la Centrul German de Cercetare pentru Geostiințe, schimbările produse în cazul Mării Aral au avut un efect asupra rotației Pământului de peste trei ori mai mare decât cel asociat umplerii rezervorului barajului chinez.

Un alt factor important este topirea ghețarilor din Groenlanda. Pierderea unor cantități uriașe de gheață schimbă distribuția maselor pe suprafața planetei.

Estimările celor doi cercetători indică un efect asupra duratei zilei de aproximativ zece ori mai mare decât cel provocat de acumularea apei în Barajul celor Trei Defilee.

De ce sunt importante aceste modificări, chiar dacă durează doar câteva miliardimi de secundă

Chiar dacă diferențele sunt aproape imperceptibile, ele au o importanță deosebită pentru cercetarea științifică și pentru tehnologiile spațiale.

Agențiile spațiale trebuie să cunoască extrem de precis poziția Pământului și viteza sa de rotație pentru a putea controla sateliții și pentru a calcula corect traiectoriile sondelor trimise către alte planete.

Rotația planetei nu este perfect constantă. Aceasta poate fi influențată de mai mulți factori, printre care cutremurele, mișcările din interiorul Pământului, interacțiunea gravitațională cu Luna și redistribuirea apei sau a gheții.

De altfel, secunda nu mai este definită prin raportare la rotația Pământului, ci printr-un standard atomic extrem de precis, bazat pe oscilațiile atomului de cesiu.

Barajul celor Trei Defilee rămâne una dintre cele mai impresionante realizări inginerești ale omenirii.