На протяжении более полутора веков строительные сооружения, предназначенные для хранения воды и гидроэнергетики, кардинально изменяли не только ландшафты и экосистемы, но и внутренние процессы планеты. Новые исследования показывают, что тысячи построенных дамб по всему миру оказались настолько массивными, что оказывают заметное влияние на положение земных полюсов. В результате этого геофизического явления происходит сдвиг земной коры относительно мантии, что ведет к «колебаниям» земной оси и изменению ориентации планеты в пространстве.

С момента появления первых гидротехнических сооружений в 1835 году было построено более 6,800 дамб — от небольших гидроузлов до гигантских гидроэлектростанций. Эти конструкции вмещают миллиарды кубических метров воды, что при полном наполнении может сравниться с объемом, достаточным для заполнения двух каньонов Гранд-Каньон — около 500 кубических километров воды. Этот массив воды перераспределяет массу внутри планеты, что, по мнению ученых, вызывает изменения в положении земных полюсов.

Масса, сосредоточенная в дамбах, оказывает давление на земную кору, заставляя ее немного прогибаться и смещаться относительно мантии — вязкого слоя, из которого состоит планета. Несмотря на то, что кора — это твердая оболочка, она способна скользить и перемещаться по поверхности мантии, и такие перемещения могут существенно влиять на положение оси вращения планеты. Это явление имеет научное название истинное полярное дрейф, или true polar wander.

Ранее ученые уже доказывали, что масштабные деятельности человека, связанные с удалением или накоплением воды, могут менять ось Земли. В популярной статье за март было указано, что интенсивное таяние ледников и морского льда из-за глобального потепления способно «тянуть» полюса на 27 метров (90 футов) уже к концу этого века. В 2023 году опубликовано исследование, в котором было установлено, что за период с 1993 по 2010 год извлечение грунтовых вод вызвало сдвиг полюсов на 80 сантиметров.

Однако новые данные показывают, что влияние гидроэнергетики и гидротехнических сооружений не менее значимо. Исследование, проведенное группой ученых под руководством Наташи Валленич из Гарвардского университета, анализирует влияние 6,862 дамб, построенных за 176 лет — с 1835 по 2011 годы. В рамках моделирования ученые обнаружили, что накопление воды за это время привело к сомнительным, но заметным перемещениям полюсов.

Основные выводы показывают, что глобальные механизмы перемещения оси Земли происходят в два этапа:

Первый этап (1835–1954 годы): строительные проекты в Северной Америке и Европе привели к тому, что Северный полюс приблизился на около 20 сантиметров (8 дюймов) к 103-му восточному меридиану — воображаемой линии, проходящей через Россию, Монголию и Китай. Этот процесс совпадает с масштабным ростом гидроэнергетической инфраструктуры в этих регионах.

Второй этап (1954–2011 годы): активное возведение дамб в Восточной Африке и Азии, особенно в Китае и Индии, увеличило массу на противоположных сторонах планеты. В итоге, полюс сместился примерно на 57 сантиметров (22 дюйма) в сторону 117-го запада меридиана, проходящего через западную часть Северной Америки и Тихий океан. Колебания направления перемещения создают «гойдающие» движения, а не линейные смещения, поэтому итоговый сдвиг составляет 1,1 метра (3.7 фута).

Эти перемещения не приводят к мгновенным катастрофам, однако оказывают заметное влияние на глобальную систему уровней моря и движение земной оси. В частности, из-за перераспределения воды в результате строительства дамб объем воды в океанах сокращается, что ведет к уменьшению уровня морей на 12-17 сантиметров за XX век — примерно четверть роста уровня моря, связанного с глобальным потеплением.

По словам Наташи Валленич, текущие модели изменения уровня моря зачастую не учитывают влияния гидроэнергетики и гидроусреднений, что может привести к ошибкам в прогнозах. Статистика показывает, что более 25% общего подъема уровня моря за XX век связано с влиянием дамб, блокирующих воду от достижения океанов. В некоторых регионах, таких как южная Европа или Южная Америка, влияние дамб может стать решающим фактором при оценке местных уровней воды и рисков их повышения.

«Строительство гигантских гидроузлов — это не только энергетический или экологический вопрос, но и фактор, влияющий на динамику планеты на самых фундаментальных уровнях»

Ученые подчеркивают, что для более точных прогнозов изменения климата и уровня моря необходимо учитывать не только природные процессы, такие как таяние ледников, но и антропогенный вклад — например, влияние гидроэнергетики. Это особенно актуально для стран, где планируются новые крупные дамбы и гидроузлы. Также важным является развитие методов мониторинга внутреннего движения земной коры, чтобы своевременно отслеживать изменения, вызванные массовой перераспределением грузов внутри планеты.

Параллельно, есть потребность в международных стандартах и соглашениях по строительству крупных гидротехнических сооружений, которые должны учитывать дальние геофизические последствия, включая смещение полюсов и изменение уровня моря. Каждое новое строительство — это не только инфраструктурный проект, но и вклад в динамику нашей планеты.

Несмотря на кажущуюся стабильность, Земля — это динамическая система, в которой человеческая деятельность оказалась настолько мощной, что способна менять её фундаментальные параметры. Строительство дамб в XXI веке — это не только способ получения энергии или управления водными ресурсами, но и фактор, влияющий на глобальную геофизическую структуру. Понимание этого помогает лучше осознать, насколько важна ответственная политика в сфере использования природных ресурсов и как важно учитывать наши действия при моделировании будущего планеты.