人类抽取过多地下水地球自转轴发生偏移

二七

在描述地球自转的时候，人们经常会用篮球来打比方：想象一个在手指上旋转的篮球，如果你的技巧足够高超、手指足够稳定，篮球就能保持平衡，绕着中心的轴旋转。

不过，如果给这个篮球表面的某个位置添加一点重量，或是减去一点重量，篮球就会迅速失去平衡——它不会掉下去，依然会绕一个轴旋转，但这个轴会随篮球摆动。

就像这个不平衡的篮球一样，地球的自转轴也在摆动。每年地球的两极（地球自转轴与地球表面的交点）会画出一个大约10米宽的圆。与此同时，长期来看，这种摆动的中心也会漂移，最近，地球的自转轴正在以大约每年9厘米的速度向东漂移。

最近，韩国首尔大学的地球物理学家徐基文（Ki-Weon Seo）和同事发现，人类每年从地下抽取的数百亿吨地下水可能大幅偏移了地球的自转轴。

地下水与海洋

地球表面水体的分布会影响重力分布，让“篮球”变得不再平衡。2016年，一项研究首次论证了这一点。然而直到不久之前，研究者依然认为在和水相关的效应中，起到最主要作用的是冰川和冰盖的融化。

然而，当徐基文和合作者试图给地球的水体分布建模时，他们发现，只考虑冰川和冰盖的融化，还不足以解释地球自转轴的变化。随后，他们还尝试加入了水库的变化，但也没有什么帮助。“所以我只是挠着头说，‘可能地下水也是一个影响因素。”徐基文说道。

此前，根据地球模型，科学家曾估计，从1993年到2010年，人类抽取了21500亿吨地下水。这些水被使用后会流入海洋，导致海平面上升了至少6.24毫米。然而由于缺少相关数据，很难验证这一结果。

但地球自转的变化提供了一个很好的研究角度。研究者发现，当他们向模型中加入21500亿吨地下水的影响后，模型中北极漂移的速度才与现实中的观察相匹配。从1993年到2010年，全球水资源的重新分配导致地球两极漂移了近80厘米。事实上，研究者在论文中表示，在这段时期，地下水的抽取似乎比格陵兰岛或南极洲冰層融化发挥了更大作用。

从某种意义上说，地下水的影响的确被放大了，因为在北方中纬度地区，大量的地下水被抽走了——例如印度西北部和美国西部等地下水枯竭的热点地区。这项研究的作者之一、美国得克萨斯大学奥斯汀分校的地球物理学家克拉克·威尔森（Clark R. Wilson）表示，如果最大的地下水流失发生在靠近赤道或两极的地方，影响就会比较小。

悲伤和敬畏

好消息是，地球自转轴一年内总的变化幅度可以达到几米，相比之下地下水的影响很小，我们还不用担心这点影响改变地球的四季。然而在地质时间的尺度上，两极漂移的确会对地球气候产生影响。

徐基文也表示，许多国家正在努力缓解地下水枯竭的问题，这些努力理论上也有机会改变漂移的变化，但前提是这样的保护方法必须持续数十年。

并未参与这项研究的美国国家航空航天局（NASA）戈达德太空研究中心气候科学家阿莱格拉·勒格兰德（Allegra LeGrande）在接受《自然》采访时表示，这项研究“将全球地下水抽取的规模提炼成了一个重要的、相关的指标”；看到人类对地球的又一次全球影响，让她有一种“悲伤和敬畏”的感觉。