我们抽取了如此多的地下水以至于推动了地球的自转
根据发表在《地球物理研究》杂志上的一项新研究,人类通过将水从地下抽出并将其转移到其他地方,仅在 1993 年至 2010 年期间就将大量水转移到了地球向东倾斜近 80 厘米(31.5 英寸)的位置Letters,AGU 的短版、高影响力研究期刊,其影响涵盖地球和空间科学。
根据气候模型,科学家此前估计,从 1993 年到 2010 年,人类抽取了 2,150 吉吨地下水,相当于海平面上升超过 6 毫米(0.24 英寸)。但很难验证这一估计。
一种方法是利用地球的自转极,即地球围绕其旋转的点。它在称为极移的过程中移动,也就是地球自转极的位置相对于地壳发生变化时。水在地球上的分布会影响质量的分布。就像在旋转的陀螺上增加一点点重量一样,随着水的移动,地球的自转方式也略有不同。
“地球的自转极实际上发生了很大变化,”领导这项研究的首尔国立大学地球物理学家 Ki-Weon Seo 说。“我们的研究表明,在与气候相关的原因中,地下水的重新分配实际上对旋转极点的漂移影响最大。”
水改变地球自转的能力于 2016 年被发现,但直到现在,地下水对这些自转变化的具体贡献仍未得到探索。在这项新研究中,研究人员模拟了观察到的地球自转极漂移和水运动的变化——首先,只考虑冰盖和冰川,然后加入地下水再分配的不同情景。
一旦研究人员纳入了 2150 吉吨的地下水再分配,该模型才与观察到的极地漂移相匹配。如果没有它,模型每年会偏移 78.5 厘米(31 英寸)或 4.3 厘米(1.7 英寸)。
“我很高兴找到旋转磁极漂移的无法解释的原因,”Seo 说。“另一方面,作为地球居民和父亲,我对抽取地下水是海平面上升的另一个来源感到担忧和惊讶。”
“这是一个很好的贡献,当然也是一份重要的文件,”喷气推进实验室的研究科学家 Surendra Adhikari 说,他没有参与这项研究。Adhikari 发表了 2016 年关于水再分配影响旋转漂移的论文。“他们量化了抽取地下水对极移的作用,这非常重要。”
地下水的位置关系到它能改变极地漂移的程度;从中纬度重新分配水对旋转极有更大的影响。在研究期间,北美西部和印度西北部的水资源重新分配最多,均位于中纬度地区。
Seo 说,各国试图减缓地下水枯竭率,尤其是在那些敏感地区,理论上可以改变漂移的变化,但前提是这种保护方法持续数十年。
旋转极通常在大约一年内变化几米,因此地下水抽取引起的变化不会带来季节更替的风险。但在地质时间尺度上,极地漂移会对气候产生影响,Adhikari 说。
这项研究的下一步可能是回顾过去。
“观察地球自转极的变化有助于了解大陆尺度的水储量变化,”Seo 说。“早在 19 世纪末就有极移数据。因此,我们可以潜在地使用这些数据来了解过去 100 年内大陆水储量的变化。气候变暖是否导致水文状况发生变化?极移可以找到答案。”
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