猖獗的地下水抽取已改變地球軸心的傾斜

人類對地下水的消耗已經極大地改變了全球水的分佈,以至於北極每年漂移超過四釐米

Groundwater pipe pumping water into holding pond

加利福尼亞州聖華金谷,一口地下水井將水泵入一家葡萄酒廠的蓄水池中。

加入我們的科學愛好者社群!

地球已經因為口渴的人類失去了足夠的地下水,以至於可以測量到地球自轉軸的傾斜。

據估計,1993年至2010年間,地下水庫淨流失的水量超過2萬億噸。研究人員計算,這導致地理北極以每年4.36釐米的速度移動。《地球物理研究快報》於6月15日發表了這項研究結果。

地球的擺動

任何天體自轉軸的傾斜度都趨於穩定。但是,當行星內部和地表的大質量物質發生位置移動時,可能會發生微小的變化。“地球表面上移動的每一塊質量都會改變自轉軸,”首爾國立大學的地球物理學家徐基元(Ki-Weon Seo)說。

天文學家可以透過觀察類星體來追蹤地球軸心的這種運動,類星體是遙遠星系明亮的核心,構成了實際上不動的參考點。最大的軸心變化是季節性的,是由大氣質量隨著天氣和季節變化而運動引起的。這種效應導致地球的地理兩極每年擺動多達數米。

水體質量的變化可能會導致地球軸心傾斜度發生較小但仍可測量的變化。直到最近,研究人員還認為,這些水驅動的影響主要由冰川和冰蓋的融化引起。但是,當徐基元和他的合作者試圖模擬地球的水含量,以解釋軸心傾斜的程度時,他們無法完全解釋這些資料。徐基元說,增加地表水庫變化的影響並沒有幫助,“所以我只是撓頭說,‘可能其中一個影響是地下水’”。

重力測量已經測量了地下水庫的枯竭,這在很大程度上是由灌溉造成的,尤其是在印度西北部和北美西部。這些調查顯示,1993年至2010年間,地下水抽取將足夠的質量轉移到海洋中,導致全球海平面上升6.24毫米。

透過將這些變化納入他們的模型,作者計算出,這些變化應該對地球的自轉軸產生重大影響。他們預測,僅地下水的位移就導致北極每年移動4.36釐米,大致方向指向俄羅斯的新地島。

美國國家航空航天局戈達德空間研究所的氣候科學家阿萊格拉·勒格蘭德(Allegra LeGrande)說,這項研究“將全球地下水抽取的規模提煉成一個重要的、相關的指標”。她說,看到人類對世界造成的又一個全球性影響,讓她感到“悲傷和敬畏”。

本文經許可轉載,首次發表於Nature網站,時間為2023年6月19日。

© .