Om du skulle gräva ett (mycket) djupt hål som passerade genom jordens centrum och fortsatte till andra sidan planeten, var tror du att du skulle komma ut?

Om du inte börjar gräva från en handfull platser på planeten är det mycket troligt att antipoderna – eller motsatt punkt på jorden till där du är nu – kommer att finnas i havet.

Även om detta kan vara förvånande initialt, är det inte riktigt när du inser att land bara täcker 29 procent av jordens yta och inte ens då är jämnt fördelat.

Så hur mycket vatten finns det egentligen på planeten - i flytande, fast och gasform? Och varför riskerar vi att havet ska återta en del av jordens land – även höjande havsnivåer?

Vatten, vatten, överallt

Det uppskattas finnas mer än 1 miljard kubikkilometer vatten på planeten, eller 1 386 000 000 km ³ att vara precis. Detta inkluderar allt vatten i havet (cirka 97 procent) och den totala mängden vatten i inlandsisar, glaciärer och snö (1,74 procent) och i grundvatten (1,69 procent, varav över hälften är salt och mycket av det är otillgänglig).

Det tillgängliga sötvatten vi är beroende av för att dricka och bevattna – från floder, sjöar, dammar, akviferer, atmosfären och smältande glaciärer – är bara en liten bråkdel av världens totala sötvatten – eller 0,4 procent. Resten av världens sötvatten – eller 2,5 procent av världens totala vatten – är inlåst i glaciärer, polarisar eller underjordiska i akviferer.

Det är delvis förhållandet mellan flytande och fast form av vatten vid varje given tidpunkt – särskilt vatten i haven kontra det som finns i inlandsisar och glaciärer – som avgör hur högt våra hav reser sig över en landmassas kontinentalsockel.

Klimatforskaren och oceanografen professor John Church säger att smältande is och frysande vatten är en del av ett långt mönster av uppvärmning och avkylning av planeten som går tillbaka miljoner år.

En kort historia om havsnivån

"Havsnivån har varierat genom historien - från bildandet av jordens superkontinenter som Pangea och Gondwanaland ända till nutid", säger han.

"Under de senaste miljoner åren har havsnivån varierat under en 100 000 års cykel genom att stiga och sjunka mer än 100 meter. Den senaste mellanistidperioden – med andra ord den sista varma perioden före den nuvarande varma perioden - var cirka 129 000–116 000 år sedan.

"När världen svalnade och rörde sig mot vad vi kallar det sista istidsmaximum för 23 000–19 000 år sedan, sjönk havsnivån till mer än 120 meter under dagens havsnivå. Och sedan när klimatet svängde mot uppvärmning igen steg havsnivån snabbt med en genomsnittlig hastighet på mer än 1 meter per århundrade under många årtusenden och topphastigheter på över fyra meter per århundrade."

Det var tills för cirka 8000 år sedan, när havsnivåns höjningshastighet avtog till den grad att det tog tusentals år, snarare än århundraden, att stiga några meter. Sedan under de senaste 2000 åren avtog havsnivåhöjningen praktiskt taget till stillastående – och förändrades med bara bråkdelar av millimeter per år under denna period, säger Prof. Church.

"Det började förändras på 1800-talet när havsnivåmätningar visade att havsnivån började stiga snabbare, accelererade under 1800-talet och fortsätter att accelerera idag."

Faktum är att havsnivåhöjningen har eskalerat från 1,4 mm per år under större delen av 1900-talet med mer än 150 procent till 3,6 mm per år från 2006 till 2015. Detta är den snabbaste accelerationen av havsnivåhöjningen på sex årtusenden.

Vad har orsakat denna acceleration?

Medan ett föränderligt klimat alltid har varit en del av ett naturligt kretslopp genom jordens historia, har den accelererade uppvärmningen och den efterföljande höjningen av havsnivån förstärkts av en människa-inducerad ökning av atmosfärisk koldioxid (och andra växthusgaser). Koldioxidutsläpp som går tillbaka till den industriella revolutionen i början av 1800-talet har bidragit till växthuseffekten genom att fånga upp värme från solen som annars skulle ha reflekterats tillbaka ut i rymden.

"Det har visat sig att uppvärmningen till följd av utsläpp av växthusgaser har haft en dominerande effekt på havsnivåhöjningen under senare hälften av 1900-talet, och med största sannolikhet även den första halvan", säger Prof. Church.

Vad många kanske inte inser är dock att smältande inlandsisar vid planetens poler inte är den enda drivkraften för en accelererad havsnivåhöjning hittills. Prof. Church säger att den verkliga faran med smältande inlandsisar kommer att bli allt viktigare under 2000-talet, särskilt under senare hälften. Tre andra förare kommer också att spela en viktig roll.

"Termisk expansion av havet är en av de största enskilda komponenterna som har lett till havsnivåhöjning under de senaste decennierna, vilket är ansvarig för en tredjedel av havsnivåhöjningen hittills", säger Prof. Church.

Detta relaterar till de grundläggande fysikaliska egenskaperna hos H₂ O – när vattnet värms upp blir atomerna och elektronerna i vattenmolekylerna exciterade och rör sig så att de tar upp mer plats. I små mängder är den extra volymen svår att observera då vattnet värms upp med bara några grader. Men när du skalar upp detta till ett ofattbart antal vattenmolekyler i havet, blir de små expansionerna något vi kan se.

En annan viktig bidragande orsak är förlusten av massa från glaciärer som är stora ismassor förutom de enorma inlandsisarna på Grönland och Antarktis.

"Smältning eller förlust av massa från glaciärer kan stå för 40 cm havsnivåhöjning på längre sikt", säger Prof. Church. "De glaciärer jag syftar på här finns på platser som Himalaya, Alaska, Patagonien i synnerhet och glaciärerna i utkanten av Grönlands inlandsis."

En sista inverkan på havsnivån, även om den anses vara ett mindre bidrag, är utbytet av vatten mellan land och hav.

"Vi tar vatten ur akviferer för bevattning som antingen avdunstar till atmosfären för att falla tillbaka på land eller i havet som regn, eller så kan det rinna ut i hav eller floder eller dammar. Detta motverkas delvis av lagring av vatten i reservoarer. Men dessa effekter är inte alls lika dominerande som termisk expansion och glacial smältning under decennier, eller avsmältning av inlandsisarna på längre sikt."

Havsnivåprojektioner

Ett sätt att mäta hur smältande inlandsisar och glaciärer kan påverka havsnivån är att mäta deras havsnivåpotential.

"Inlandsisarna i Antarktis och Grönland rymmer en sammanlagd volym på mer än 60 meter havsnivåekvivalent", säger Prof. Church.

"Vatten i glaciärer håller under tiden ungefär 40 centimeter av havsnivån, och det finns ett par centimeter totalt i atmosfären."

Men om den globala uppvärmningen fortsätter oförminskad, även om en liten del av isen från glaciärer och inlandsisar smälter, kan det ha potentiellt förödande effekter på jordens människor och djur.

"Om vi ​​inte vidtar några begränsningsåtgärder för att stävja våra koldioxidutsläpp, så talar du år 2100 om en ökning på upp till en meter, eller kanske mer om det finns ett snabbt bidrag från Antarktis, och en pågående snabb ökning av havsnivån. Men om vi vidtar betydande begränsningsåtgärder, kan vi begränsa höjningen till 50 eller 60 cm i slutet av århundradet och en mycket långsammare takt av pågående höjning.

"Vi kan inte stoppa all havsnivåhöjning. Även med mildring kommer uppvärmningen av haven och förlusten av massa från glaciärer och inlandsisar att bidra till havsnivåhöjning i årtionden och till och med århundraden."

Med andra ord, även om vi höll oss till Parisavtalet om att förhindra att temperaturen stiger över 1,5oC – en bedrift som de flesta klimatforskare är överens om är utmanande men ännu inte omöjlig att uppnå – förväntas havsnivån fortfarande stiga med upp till cirka 50 cm med 2100.

Hur skulle det här se ut?

"Det skulle bli mycket mer kustnära översvämningar, och inte bara vid kusten utan längs flodmynningarna också. Och vi har redan sett att i Australien på östkusten och västkusten under 1900-talet, frekvensen av hög havsnivå händelserna har ökat med en faktor tre.

"Så det som brukade vara ett evenemang en gång på 30 år är nu ett evenemang en gång på 10 år. Och den påverkan märks över hela världen. Och den påverkan kommer att bli värre under 2000-talet."

Tumregeln är att för varje 10 cm höjning av havsnivån ökar du frekvensen av dessa en av 100 år kustnära översvämningshändelser med en faktor tre, säger Prof. Church. Naturligtvis kommer vattenmärket vid hög havsnivå, som du kan observera på platser som Sydney Harbour, att vara högre.

"Den genomsnittliga havsnivån kommer att vara högre vilket innebär att högvatten kommer att vara högre, liksom lågvatten. Och även utan en stormflod i framtiden kan du få kustnära översvämningar eftersom havsnivån till att börja med är högre.

"Så händelser som stormhändelsen Collaroy Beach 2016 kommer att leda till större kusterosion."

Men om temperaturen inte hålls långt under två grader, finns det en verklig fara att inlandsisens smältning kommer att passera en punkt utan återvändo.

"Om vi ​​har en uppvärmning på mer än 2 grader Celsius under de kommande decennierna, kan vi förvänta oss nästan en meter havsnivåhöjning till år 2100. Och under de kommande århundradena, flera meter från avsmältningen av istäcken bara på Grönland.

"Problemet är att temperaturerna kommer att passera trösklar där vi inte längre kan stoppa den här processen som leder till många meters havsnivåhöjning. Det är väldigt svårt att sänka temperaturerna, och när vi väl kommer till en viss nivå kan vi kanske stabilisera dem, men att få ner dem tar tid."

Tror Prof. Church att vi har passerat den tröskeln? "Förmodligen inte ännu för Grönland, men jag tror inte att vi entydigt kan säga att vi inte har passerat den tröskeln eller att det inte kommer att finnas några betydande bidrag till havsnivåhöjningen från Grönland.

"På samma sätt närmar vi oss åtminstone för Antarktis trösklar som kommer att leda till pågående förfall av inlandsisen och ytterligare meter av havsnivåhöjning. Men vi förstår inte Antarktis tillräckligt bra för att säga exakt vilka tröskelvärdena är och i vilken takt havsnivån kommer att stiga under de kommande århundradena."

Om en höjning av havsnivån är oundviklig, vad kan vi göra?

Prof. Church säger att det finns tre sätt att hantera havsnivåhöjningar utöver stora policydrivna initiativ för att minska utsläppen.

"Vi kan skydda kusten genom att bygga fysiska barriärer", säger han. "Delar av Nederländerna ligger under havsytan och det är skyddat av vallar. London har Thames-barriären som skyddar infrastrukturen på 100 miljoner pund från stormfloder, och Rotterdam har en liknande barriär. Men det här är för dyrt att göra överallt."

En andra metod för att hantera de stigande haven är att anpassa sig till det genom att bygga infrastruktur på stolpar eller genom att utse utomhusanläggningar som idrottsplatser för lågt belägna områden så att översvämningar inte kommer att orsaka stora mängder skada på dem.

"Eller så kan vi helt enkelt dra oss tillbaka från kusten. Och vi kommer att göra alla dessa tre saker i olika delar av världen. Faktum är att vi redan gör dem alla tre", säger Prof. Church.

"Om vi ​​misslyckas med att minska våra utsläpp på ett adekvat sätt, kommer reträtt att vara den främsta anpassningsmetoden för många delar av världen, vilket resulterar i att stora delar av värdefull kustland överges och hundratals miljoner människor fördrivs."