科學(xué)家：短短17年，人類就讓整個(gè)地球傾斜了0.8米

根據(jù)一項(xiàng)發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在短短的17年時(shí)間里，人類就讓整個(gè)地球傾斜了0.8米。這到底是怎么回事呢？下面我們就來(lái)了解一下。

正如我們所知，地球并非一個(gè)理想的球體，而是一個(gè)赤道略微隆起、兩極略顯扁平的橢球體，其表面覆蓋著不斷流動(dòng)的大氣與海洋，內(nèi)部還包含可以“流動(dòng)”的地幔以及液態(tài)的外核。這些因素共同決定了地球的質(zhì)量分布既不均勻，也并非靜止不變，而是始終處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程之中。

對(duì)于處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的地球而言，任何發(fā)生在其表面或內(nèi)部的質(zhì)量重新分布，都會(huì)引起轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的變化，而根據(jù)角動(dòng)量守恒定律，當(dāng)質(zhì)量分布發(fā)生改變時(shí)，地球的自轉(zhuǎn)軸必然會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏移，從而導(dǎo)致地球極點(diǎn)（即自轉(zhuǎn)軸與地表相交的兩個(gè)位置）在地表上發(fā)生移動(dòng)。

這種現(xiàn)象被稱為“極移”（Polar Wandering），早在一百多年前，科學(xué)家便已確認(rèn)了它的存在。長(zhǎng)期觀測(cè)結(jié)果表明，地球的“極移”幅度通常十分微小，既包含具有明確周期性的擺動(dòng)成分，也疊加著緩慢演變的長(zhǎng)期漂移趨勢(shì)。

在接下來(lái)的日子里，隨著觀測(cè)數(shù)據(jù)的累積以及多種高精度技術(shù)的應(yīng)用（如甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量、衛(wèi)星激光測(cè)距等），科學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn)，從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，地球極點(diǎn)的漂移方向和速度發(fā)生了明顯的變化。

對(duì)此，科學(xué)家最初認(rèn)為，這應(yīng)該是全球變暖惹的禍，其原理可以簡(jiǎn)單地概括為：氣溫升高，極地冰川和高山冰雪融化，使大量原本“固定”的冰雪變成了水，流入了海洋，這會(huì)造成巨大的質(zhì)量向赤道方向的轉(zhuǎn)移，進(jìn)而影響到了地球自轉(zhuǎn)軸的傾角。

為了對(duì)這種觀點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，科學(xué)家將1993年至2010年的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)，與根據(jù)上述理論建立的模型進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，模型計(jì)算出的極點(diǎn)漂移量，比實(shí)際觀測(cè)的少了大約0.8米，并且方向也對(duì)不上。

也就是說(shuō)，在全球范圍內(nèi)，還有一種不可忽視的質(zhì)量轉(zhuǎn)移機(jī)制在起作用，到底是什么呢？此次研究給出的答案是：人類抽取地下水的行為。

科學(xué)家表示，這些被人類抽取的地下水，在使用后絕大部分并沒(méi)有回到地下的含水層，而是通過(guò)蒸發(fā)降水循環(huán)，或者直接匯入河流，最終流向了海洋，這可以認(rèn)為是一場(chǎng)人造地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，即：人類將原本封存在大陸內(nèi)部地下的巨大質(zhì)量，轉(zhuǎn)移到了全球的大洋之中。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在這17年里，人類抽取的地下水總量約為2.15萬(wàn)億噸，科學(xué)家將其作為新的參數(shù)改進(jìn)了此前的模型，結(jié)果表明，在加入了這個(gè)參數(shù)之后，模型計(jì)算出的理論值就與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)基本一致。

（↑紅色箭頭代表實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)，藍(lán)色虛線箭頭代表沒(méi)有輸入地下水參數(shù)的結(jié)果，藍(lán)色實(shí)線箭頭則代表輸入了地下水參數(shù)的結(jié)果）

此次研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于地球的“極移”來(lái)說(shuō)，中緯度地區(qū)是最敏感的區(qū)域，也就是說(shuō)，在其他條件相同的情況下，此范圍內(nèi)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移對(duì)地球自轉(zhuǎn)軸傾斜的力矩貢獻(xiàn)最大。

不巧的是，人類抽取地下水相對(duì)最多的區(qū)域，正好集中在北半球的中緯度地帶，數(shù)據(jù)表明，在1993年至2010年期間，地下水“虧空”最嚴(yán)重的兩個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)，分別是美國(guó)西部的加利福尼亞地區(qū)和印度的西北部，也正因?yàn)槿绱耍诙潭?7年，人類就讓整個(gè)地球傾斜了0.8米。

科學(xué)家指出，在一年之中，地球自轉(zhuǎn)軸的總變化幅度通常都有好幾米，相比之下，人類所造成的影響，并不是一個(gè)能導(dǎo)致地球季節(jié)錯(cuò)亂或氣候突變的巨大偏移，所以在短期內(nèi)，我們不必為此太過(guò)擔(dān)心，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們還是應(yīng)該對(duì)其重視起來(lái)。

值得一提的是，地質(zhì)學(xué)界長(zhǎng)久以來(lái)一直在討論“人類世”（Anthropocene）的概念，此前這種討論大多集中在地層中的塑料沉積、放射性同位素殘留或生物多樣性喪失等方面，而此次研究表明，人類的活動(dòng)甚至可以在宏觀層面上影響到地球在宇宙空間中的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)，這無(wú)疑為“人類世”的概念提供了一個(gè)新的論據(jù)。

參考資料：Drift of Earth's Pole Confirms Groundwater Depletion as a Significant Contributor to Global Sea Level Rise 1993–2010, Geophysical Research Letters . DOI: 10.1029/2023GL103509