人為活動導致的氣候變化,使地球地軸偏移30年

5月8日消息,目前,最新研究表明,至少從上世紀90年代以來,氣候變化一直在改變著地球地軸。地球繞軸心的自轉運動主要取決於地球上質量分布狀況,就像陀螺旋轉是由形狀決定一樣,2002年以來的衛星觀測數據顯示,氣候變化正在改變地球質量分布,很大程度上是因為冰川和冰蓋融化導致南北兩極地軸偏移。

人為活動導致的氣候變化,使地球地軸偏移30年

上世紀90年代,科學家也觀察到了地軸偏移現象,但要發現這種偏移的原因並不容易,因為當時沒有人造衛星對全球各地水分布進行直接觀測。目前,研究人員基於最新衛星觀測數據能夠比較世界各地水總量分布情況,發現上世紀90年代造成地球地軸偏移的最佳解釋是人為活動造成的氣候變化,同時農業開采地下水,改變了地球表面水分布,這些因素結合在一起,導致地軸發生了偏移。

研究報告合著作者、中國科學院水文學家劉蘇霞(音譯)說:「這些發現為研究地球歷史上氣候驅動的極地運動提供了重要線索。」

地球地軸不斷偏移

地軸出現偏移有很多原因,例如:地幔內部熱驅動的對流過程形成的長期變化、每年洋流變化、風力變化等,2002年,美國宇航局和德國航空航天中心發射了「重力恢復和氣候實驗衛星(GRACE)」,通過測量地球重力場來監測冰層、液態水和地殼的變化,從而觀察到氣候變化產生的明顯冰川融化所帶來的影響,例如:2013年,研究人員在《地球物理研究快報》上發表研究報告稱,格陵蘭島冰川迅速融化導致了2005年前後北極地軸向東偏移。

然而,科學家要搞清楚2002年之前什麼因素導致地軸偏移需要展開深入分析,他們知道1995年地球地軸向東偏移,1981-1995年與1995-2020年這兩個時間段相比,後者偏移速度加快了17倍,但研究人員並不知道其中的原因。

劉蘇霞和同事利用對上世紀90年代兩極如何變化的真實觀察,創造了兩種可能的全球水資源分配情景,從而分析哪一種能更好地解釋神秘的地軸偏移變化。在第一種模擬情景中,1981-2020年間全球水資源分布變化與重力恢復和氣候實驗衛星在2002-2020年間記錄的變化十分相似;在第二種模擬情景中,研究人員將觀測的早期冰川融化因素考慮在內。

劉蘇霞和同事發現,第二種模擬情景能夠解釋冰川融化與地軸偏移有關,與地軸偏移的真實情況更吻合。他們在3月22日出版的《地球物理研究快報》雜誌上表示,極地冰川融化是導致地軸偏移的主要原因,部分原因則與非極地地區水分流失有關。

地軸偏移與人類活動密切相關

像氣候變化一樣,地球上水分配的變化與人類活動緊密聯系,劉蘇霞指出,觀察陸地水儲存熱點區域變化分布,與地下水抽取區域密切相關。

人們抽取大量地下水用於農業生產灌溉,例如:僅在2010年,印度就有351萬億升的水從地下抽取灌溉到農田中,此外,由於美國加利福尼亞州和德克薩斯州抽取大量地下水,導致部分區域出現顯著變化。

同時,基於地球旋轉的物理原理,中緯度地區地下水運動將對高緯度地區等量水的地軸偏移有更明顯的影響,所以這些變化累積起來會加快地球地軸偏移。

總體來講,地球地軸偏移現象在人們日常生活中並不明顯,未參與這項研究的蘇黎世大學氣候科學家文森特·漢弗萊在一份聲明中稱,隨著時間的推移,地球地軸偏移會使1天的時間長度改變1毫秒左右。然而,有關地軸偏移的統計數據已有176年之久,但這些年里,科學家沒有對全球各地的水資源分布進行直接測量。利用地軸偏移,科學家可以反向計算出水資源的所在位置。

劉蘇霞說:「我們下一步是將該理論擴展到時間跨度更長的重建數據上,深入預測地球地軸偏移變化。」(葉傾城)

來源:cnBeta