NASA 確定地軸飄移三大原因,人類活動改變了地球基本運作方式

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 25 日 18:25 | 分類 環境科學 , 自然科學 follow us in feedly

我們都知道地球自轉軸會飄移和擺動,但過去科學家認為冰期後反彈是導致地軸飄移的主因,直到現在,NASA 科學家收集整個 20 世紀的數據,確認共有 3 大原因造成地軸飄移:冰期後反彈、格陵蘭島冰蓋損失以及地函對流。其中,造成格陵蘭島冰蓋流失的罪魁禍首,正是人類活動引起的全球暖化。



地球除了奔跑在一條圍繞太陽公轉的軌道外,也會繞著自身軸轉動,這條穿過北極和南極的假想線就稱為地軸。長久以來,我們已經知道地軸有飄移與擺動現象,前者稱為極移(polar motion),指地軸相對於地表的位置會緩緩飄移;後者稱為章動(nutation),指地軸出現如「點頭」般的搖晃現象。

根據之前的研究數據,1900~2000 年間地軸每年飄移約 10 公分,到本世紀末總計將飄移 10 公尺多。過去,科學家認為極移現象起因於冰期後反彈(glacial rebound):想像地球是一顆球,當地球經歷冰河期時,大量冰川壓在地殼上導致球體變形,而隨著冰河期退卻、冰川開始融化,地球開始恢復原本形狀(即地殼重新擴張),導致地球質量重新分布,進而使地軸飄移,這過程自 1 萬 6,000 年前最後一次冰河期結束後便持續至今。

但新論文第一作者、 NASA 地球系統科學家 Surendra Adhikari 表示,改變地軸變化的關鍵因素可不只上述一個,因為冰期後反彈只能導致地軸每年飄移約 3.5 公分。

為了找出還有哪些未知因素導致地軸飄移,研究團隊設計出一套地球自旋物理學電腦模型,加入 20 世紀大陸冰川(冰蓋)與海水平衡變化的所有數據,終於找出影響地軸飄移至關重要的第 2 個原因:格陵蘭島冰蓋大量融化。

人類活動改變地球基本運作

目前地球上僅存的大陸冰川只剩下南極洲與格陵蘭島,南極冰蓋覆蓋範圍約 1,400 萬平方公里,一旦南極冰蓋融化,全球海平面將上升 61.1 公尺;格陵蘭冰蓋則占據格陵蘭島 82% 陸地面積,如果格陵蘭冰蓋融化,將導致海平面上升 7.2 公尺。

而隨著 20 世紀氣溫上升加劇,格陵蘭冰蓋至今已有約 7,500 億噸的冰融化進入海洋,這導致地球質量分布發生變化,進而使地軸飄移。

造成地軸飄移的最後一個原因則是地函對流。已知地函對流會影響地殼板塊運動,研究合著者 Eric Ivins 形容,就好像放在瓦斯爐上的一鍋湯,當湯(地函)被加熱時,湯裡的料(板塊)就會浮浮沉沉,當板塊分布發生變化時,或多或少也會影響到地軸。

現在科學家已經確定了這三大關鍵因素,未來就可以區分地球長期地質過程與氣候變遷引起的影響。不過團隊也指出,持續暖化可能會加速格陵蘭島冰蓋損失,進而加快地軸的飄移速度,這可能影響導航,但不會影響生態系統或日常生活。令人驚訝的只是,人類活動正在改變地球的基本性質及運作方式。

新論文發表在《地球與行星科學快報》。

(首圖來源:NASA

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