人类对地球自旋中的一些晃动负有责任,这是为什么呢?

自1899年以来,地球的旋转轴已经移动了大约10.5米。现在,研究量化了到这这个变化的原因,并发现三分之一是由于融冰和海平面上升,特别是在格陵兰岛的冰雪融化。

另外三分之一的摇晃是由于冰川退缩并减轻了负荷,陆地部分向上扩张导致的。最后一部分是地幔缓慢流失的原因,即地球的粘性中间层。

美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的地球系统科学家,新研究的首席研究员Surendra Adhikari说:“我们提供了证据,证明不止一个过程是改变地球轴线的关键因素。”

颤抖的地球

科学家早就知道,地球周围的质量分布决定了它的旋转姿态,就像旋转陀螺的形状和重量分布如何决定它的运动方式一样。此外,地球的旋转并不是完全均匀的,因为科学家们知道地球在夜空中的运动中有轻微的晃动已经被记录了数千年。自20世纪90年代以来,基于空间的测量也证实了地球的旋转轴每年漂移几厘米,通常是在加拿大东北部的哈德逊湾。

研究人员知道,这种晃动的一部分是由冰川等静压调整引起的,这是自16000年前最后一次冰河时代结束以来的持续过程。随着冰川的退缩,它们可以减轻下面的土壤的压力。渐渐地,数千年来,土壤通过上升来应对这种缓解。(在古代冰盖边缘的某些地方,由于冰迫使它向上膨胀,土壤也可能会坍塌。)

三个因素导致地球自旋摇摆:格陵兰冰损失(蓝色虚线),冰川融化时反弹(橙黄色虚线),地幔层对流(红色)

但是,在11月出版的“ 地球和行星科学快报”杂志上发表的这项新研究中,Adhikari和他的同事们发现,冰川等静压调整只能导致每年约3.5厘米的轴晃动。

为填补这一空白,研究小组建立了地球自旋物理学的计算机模型,提供了20世纪陆地冰和海水平衡变化的数据。研究人员还解释了土地和水的其他变化,例如地下水枯竭和人工水库的建设,这些都是人类对地球的侵蚀。

结果显示,这些环境过程每年造成另外4.3厘米的晃动。研究人员发现,熔化格陵兰冰盖是一个特别重要的贡献者。这是因为格陵兰已经释放了大量的水,这些水一度被封锁在陆地上,海洋的质量被重新分配。山地冰川和其他地方的小冰盖也导致了海平面上升。但它们并不那么集中,它们对地球自转的影响常常相互抵消。

地心因素

冰川和冰融化只占到了三分之二,因此Adhikari和他的团队研究了地球的内部。他说,地球的地幔不是静止的,而是通过对流过程移动:靠近岩心的较热材料上升,较冷的材料在垂直运动的循环中下沉。通过将对流包含在地球晃动的模型中,研究人员已经解释了20世纪旋转变化的最后三分之一因素。

研究者说说,这种晃动本身并不影响农业或气候,对航行设备的任何小影响都很容易纠正。

来源:space.com

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