人類抽取過多地下水地球自轉(zhuǎn)軸發(fā)生偏移

二七

在描述地球自轉(zhuǎn)的時候，人們經(jīng)常會用籃球來打比方：想象一個在手指上旋轉(zhuǎn)的籃球，如果你的技巧足夠高超、手指足夠穩(wěn)定，籃球就能保持平衡，繞著中心的軸旋轉(zhuǎn)。

不過，如果給這個籃球表面的某個位置添加一點重量，或是減去一點重量，籃球就會迅速失去平衡——它不會掉下去，依然會繞一個軸旋轉(zhuǎn)，但這個軸會隨籃球擺動。

就像這個不平衡的籃球一樣，地球的自轉(zhuǎn)軸也在擺動。每年地球的兩極（地球自轉(zhuǎn)軸與地球表面的交點）會畫出一個大約10米寬的圓。與此同時，長期來看，這種擺動的中心也會漂移，最近，地球的自轉(zhuǎn)軸正在以大約每年9厘米的速度向東漂移。

最近，韓國首爾大學的地球物理學家徐基文（Ki-Weon Seo）和同事發(fā)現(xiàn)，人類每年從地下抽取的數(shù)百億噸地下水可能大幅偏移了地球的自轉(zhuǎn)軸。

地下水與海洋

地球表面水體的分布會影響重力分布，讓“籃球”變得不再平衡。2016年，一項研究首次論證了這一點。然而直到不久之前，研究者依然認為在和水相關(guān)的效應中，起到最主要作用的是冰川和冰蓋的融化。

然而，當徐基文和合作者試圖給地球的水體分布建模時，他們發(fā)現(xiàn)，只考慮冰川和冰蓋的融化，還不足以解釋地球自轉(zhuǎn)軸的變化。隨后，他們還嘗試加入了水庫的變化，但也沒有什么幫助。“所以我只是撓著頭說，‘可能地下水也是一個影響因素?！毙旎恼f道。

此前，根據(jù)地球模型，科學家曾估計，從1993年到2010年，人類抽取了21500億噸地下水。這些水被使用后會流入海洋，導致海平面上升了至少6.24毫米。然而由于缺少相關(guān)數(shù)據(jù)，很難驗證這一結(jié)果。

但地球自轉(zhuǎn)的變化提供了一個很好的研究角度。研究者發(fā)現(xiàn)，當他們向模型中加入21500億噸地下水的影響后，模型中北極漂移的速度才與現(xiàn)實中的觀察相匹配。從1993年到2010年，全球水資源的重新分配導致地球兩極漂移了近80厘米。事實上，研究者在論文中表示，在這段時期，地下水的抽取似乎比格陵蘭島或南極洲冰層融化發(fā)揮了更大作用。

從某種意義上說，地下水的影響的確被放大了，因為在北方中緯度地區(qū)，大量的地下水被抽走了——例如印度西北部和美國西部等地下水枯竭的熱點地區(qū)。這項研究的作者之一、美國得克薩斯大學奧斯汀分校的地球物理學家克拉克·威爾森（Clark R. Wilson）表示，如果最大的地下水流失發(fā)生在靠近赤道或兩極的地方，影響就會比較小。

悲傷和敬畏

好消息是，地球自轉(zhuǎn)軸一年內(nèi)總的變化幅度可以達到幾米，相比之下地下水的影響很小，我們還不用擔心這點影響改變地球的四季。然而在地質(zhì)時間的尺度上，兩極漂移的確會對地球氣候產(chǎn)生影響。

徐基文也表示，許多國家正在努力緩解地下水枯竭的問題，這些努力理論上也有機會改變漂移的變化，但前提是這樣的保護方法必須持續(xù)數(shù)十年。

并未參與這項研究的美國國家航空航天局（NASA）戈達德太空研究中心氣候科學家阿萊格拉·勒格蘭德（Allegra LeGrande）在接受《自然》采訪時表示，這項研究“將全球地下水抽取的規(guī)模提煉成了一個重要的、相關(guān)的指標”；看到人類對地球的又一次全球影響，讓她有一種“悲傷和敬畏”的感覺。