地球自转轴偏移为啥会偏移?与人类产生气候变化有关

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2018年7月26日09:13:44 评论 236 1831字阅读6分6秒

自1899年以来,地球自转轴已偏移了10.5米。目前科学家研究量化发现了地球自转“摇摆”的第三个成因——人类活动导致全球气候转暖。

地球自转轴偏移为啥会偏移?与人类产生气候变化有关

导致地球自转出现“摇摆”的三个原因:格陵兰岛冰层损失(蓝色底线);随着冰川融化出现的陆地反弹(橙黄色底线);以及地幔层对流(红色虚线)。  导致地球自转出现“摇摆”的三个原因:格陵兰岛冰层损失(蓝色底线);随着冰川融化出现的陆地反弹(橙黄色底线);以及地幔层对流(红色虚线)。

新浪科技讯 北京时间9月27日消息,据国外媒体报道,地球在自转的时候会摇摆不定,目前科学家找到了这一怪异现象的具体原因:人类需要对地球自转摇摆偏移负责。

自1899年以来,地球自转轴已偏移了10.5米。目前科学家研究量化发现了地球自转“摇摆”的第三个成因——人类活动导致全球气候转暖。之前科学家认为,造成地球自转摇摆的第一个成因是冰川反弹,是指地球表面在经过上一次冰河时期被冰川覆盖之后,恢复原始形状时发生的“反弹”。此外,地幔对流是影响地球自转摇摆的第二个成因,地幔物质的循环由地核热量提供热量。目前科学家发现人类活动对前两个成因的影响很小,对于地球自转摇摆的第三个成因却可能是人类活动,近代人类活动导致冰层融化和海平面上升,尤其是格陵兰岛,人为性活动所致的气候变化使格陵兰岛冰川消融。

由于冰川消融和减轻地面负荷,从而导致地球陆地向上隆起,最终地幔缓慢搅动出现错层,地幔是地球的粘性中间层。研究报告负责人、美国宇航局喷气推进实验室地球系统科学家Surendra Adhikari说:“我们之前发现不止一个的形成进程,它们是导致地球自转轴发生改变的关键因素。”

地球自转出现摇摆

科学家早就知道地球质量分布决定了它的自转,就像陀螺的形状和重量分布决定它的运动方式。同时,研究报告合著作者、喷气推进实验室资深研究科学家埃里克·埃文斯(Erik Ivins)称,地球自转并非完全均匀,因为科学家们知道,在过去记录的数千年夜空中,恒星运动存在轻微摇摆。自上世纪90年代以来,空基测量数据证实地球自转轴每年偏移几厘米,通常朝向加拿大东北部的哈德逊湾。

研究人员知道,地球自转摇摆一部分原因是冰川均衡调整所致,自16000年前上一次冰河时期以来该过程一直在持续,当冰川消融时,将“释放”冰川之下的土壤。渐渐地,在几千年的时间里,冰川下的土地就像面包团一样,出现了“膨胀效应”。在一些远古冰原边缘地区,陆地表面也会出现坍塌,这是地下冰层迫使土壤层向上隆起。

这项最新研究报告发表在11月份出版的《地球和行星科学快报》上,Surendra Adhikari和他的同事发现,冰川均衡调整大约仅影响地球自转轴每年偏移3.5米,20世纪地球自转轴平均每年偏移10.5米,这意味着冰川均衡因素的影响仅占三分之一。

为了填补这一空缺,研究小组建立了地球自转物理模型,通过计算机系统进行模拟演示,输入 20世纪以来陆地冰层和海水平衡变化的数据。同时,研究人员计算了陆地和水域的其他变化,例如:地下水枯竭和人工水库建造,这是人类地球化的一部分。这项研究结果表明,以上环境因素导致地球自转轴每年偏移4.3厘米。

研究人员发现格陵兰冰盖融化将对地球自转轴偏移具有一个特殊贡献,因为格陵兰岛冰盖融化会释放曾冰冻在陆地的大量水,它们流入海洋,这样陆地质量和海洋质量会进行重新分配。埃文斯说:“其他地区的高山冰川和小型冰盖逐渐融化,也将导致海平面升高,但是其效果并没有那么集中,它们对地球自转的影响经常相互抵消。

核心问题

除了冰川和冰层融化,导致地球自转摇摆的因素还地幔对流,从地球内部进行观察,地幔并非处于静止状态,而是受对流进程驱使下产生移动:在垂直运动循环中,接近地核的炽热物质上升,低温物质下沉。通过在地球自转摆动模型中加入地幔对流,研究人员可以解释20世纪以来影响地球自转摇摆的另外三分之一因素。

埃文斯指出,重要的是要认识到这种波动并不是任何形式环境灾难的前奏。它不影响农业或者气候本身,同时地球自转轴轻度偏移对导航设备的任何小影响都很容易进行纠正。

Surendra Adhikari说:“地球自转轴偏移并不大,但它确定给予科学家一种方法来弄清楚地球的质量分布情况,以及未来将偏移至何处。例如:格陵兰岛冰层融化已经对地球轴心位置改变的影响日益增大,并且地球轴心位置正在向东部方向偏移。

埃文斯说:“这一事实对于气候科学家十分重要,因为他们可以从全球角度进行理解,地球轴心位置变化现已成为现今最重要的质量运输工具。”

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