人類抽取過多地下水地球自轉軸發生偏移

二七

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

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，但這個軸會隨籃球擺動。

就像這個不平衡的籃球一樣，地球的自轉軸也在擺動。每年地球的兩極（地球自轉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）和同事發現，人類每年從地下抽取的數百億噸地下水可能大幅偏移了地球的自轉軸。

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，他們發現，只考慮冰川和冰蓋的融化，還不足以解釋地球自轉軸的變化。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。”徐基文說道。

此前，根據地球模型，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。然而由于缺少相關數據，很難驗證這一結果。

但地球自轉的變化提供了一個很好的研究角度。研究者發現，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，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。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，地球自轉軸一年內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。然而在地質時間的尺度上，兩極漂移的確會對地球氣候產生影響。

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數十年。

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模提煉成了一個重要的、相關的指標”；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。