氣候變化導致地球傾斜

冰川融化和降雨模式的改變正在導致南北極漂移

北極正在移動。雖然它在一個世紀內可以漂移多達 10 米,有時會回到接近其原點的位置,但最近它急劇轉向東方。氣候變化可能是罪魁禍首,但科學家們正在爭論冰川融化或降雨模式的變化對極地漂移的影響有多大。

地理極點,即地球自轉軸的南北兩端,會由於太陽和月球引力的微小變化,以及地球核心和地幔中的運動而隨著時間推移發生擺動。地球表面的變化也會改變極點。隨著冰雪和降雨分佈的變化,它們每個季節都會擺動,並且也會在較長時間內擺動。例如,大約 10,000 年前,地球從嚴寒中甦醒,位於現在加拿大上方的巨大冰原融化了。隨著冰的質量減少,地殼回彈,地球質量的分佈發生了變化,北極開始向西漂移。從 1899 年開始的資料中可以清楚地看到這種模式。但是,最近北極路徑上的曲折(以及南極的相反運動)表明,新的變化正在發生。

大約在 2000 年,極點向東部轉向;它停止向加拿大哈德遜灣漂移,開始沿著格林威治子午線向倫敦方向漂移。2013 年,德克薩斯大學奧斯汀分校的地球物理學家陳建利 (Jianli Chen) 是第一個將這種突然變化歸因於格陵蘭冰蓋加速融化的人。結果讓他的團隊感到震驚。“如果你正在失去足夠的質量來改變地球的方向,那將是一個很大的質量,”陳的同事、德克薩斯大學奧斯汀分校的約翰·里斯說。該團隊發現,最近加速的冰損失和相關的海平面上升佔了最新極地漂移的 90% 以上。當然,這包括世界各地損失的冰,但“格陵蘭島是質量損失的主要部分,”里斯說。“這就是導致極點改變其性質的原因。”


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來源:美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院

如此戲劇性的轉變可能如此簡單嗎?在今天發表在《科學進展》雜誌上的一項新研究中,來自美國宇航局噴氣推進實驗室的兩位地球物理學家蘇倫德拉·阿迪卡里和埃裡克·伊文斯認為,可能還有另一種機制在起作用:大陸內含水量的變化。與陳的團隊一樣,阿迪卡里和伊文斯將美國宇航局的重力恢復和氣候實驗 (GRACE) 衛星收集的資料(該衛星測量地球重力場的變化)與全球定位系統 (GPS) 對南北極的測量資料進行了比較。但是,阿迪卡里和伊文斯有幾年的額外資料。他們還將 GRACE 資料集中與陸地水儲量更直接相關的小規模特徵納入考慮。

儘管極點移動的主要原因仍然是格陵蘭島,但最近席捲歐亞大陸的乾旱也在推動極點向東移動,伊文斯說。隨著時間的推移,一個大陸上的降雨量減少,它就會開始減少一些質量。阿迪卡里和伊文斯認為,這種突然的轉變可能是科學家一直無法解釋的一系列十年漂移變化中最新的。10 年前非常茂盛的歐亞大陸並不是唯一遭受乾旱的大陸。“我們認為這種變化一直在發生,”伊文斯說。“這是一種自然現象,它表徵了自 1899 年以來整個地球自轉時間序列。”

資料沒有表明最近的氣候變化是否是人為造成的,但陳個人認為,極點的劇烈變化肯定是人類活動的結果。與此同時,伊文斯認為,他將在大約六個月內能夠從資料中梳理出人為造成的氣候變化。鑑於極地運動和氣候變率似乎密不可分地聯絡在一起,科學家可以檢視極地運動的歷史記錄(這些記錄可以追溯到遠早於 GPS 和 GRACE 衛星出現之前),並觀察地球氣候的變化。如果這些變化不如我們今天看到的變化那麼劇烈,伊文斯說,那麼科學家就可以說全球變暖對地球的兩極有控制性影響。

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