科学家们确定了地球自转轴漂移的三个原因

科学家们确定了地球自转轴漂移的三个原因

一个典型的地球仪被设计成一个几何球体，当你旋转它时，它可以平稳地旋转。我们实际的行星在形状和旋转方面都远没有那么完美。

地球不是一个完美的球体。当它在它的自转轴上旋转时——这是一条穿过南北两极的假想线——它就会漂移和摇摆。这些自旋轴运动在科学上被称为“极运动”。20世纪的测量表明，旋转轴每年大约漂移4英寸(10厘米)。在一个世纪的时间里，这个数字会超过11码(10米)。

利用跨越整个20世纪的观测数据和基于模型的数据，美国宇航局的科学家首次确定了造成这种漂移的三个广泛分类的过程——当代的质量损失主要发生在格陵兰岛、冰川反弹和地幔对流。

“传统的解释是一个过程，冰川反弹，是地球自转轴运动的原因。但最近，许多研究人员推测，其他过程也可能对其产生巨大影响。“我们为一系列被认为对驱动旋转轴运动很重要的过程装配模型。我们确定了三组至关重要的过程，而不是一组，而是三组。20世纪全球冰冻圈(尤其是格陵兰)的融化就是其中之一。

一般来说，地球内外质量的重新分布——就像陆地、冰盖、海洋和地幔流的变化——会影响地球的自转。随着整个20世纪气温的升高，格陵兰岛的冰量减少了。事实上，在这段时间里，格陵兰岛的冰总共融化了约7500亿吨，相当于2000多万座帝国大厦的重量。这使得格陵兰岛成为向海洋输送物质的主要贡献者之一，导致海平面上升，从而导致地球自转轴漂移。

当冰在其他地方(比如南极洲)融化时，格陵兰岛的位置使得它对极地运动的贡献更大。

“有一个几何效应,如果你有一个质量从北极格陵兰岛——45度——或者从南极(如巴塔哥尼亚冰川),它将会产生更大的影响比质量,改变地球的自转轴杆附近的是正确的,”合著者说埃里克·艾文斯的喷气推进实验室。

先前的研究发现，冰川反弹是长期极地运动的关键因素。什么是冰川反弹?在上一个冰河世纪，当你坐在厚厚的冰川上时，它就像床垫一样会让你的地表感到沮丧。当这些冰融化或被移走时，陆地慢慢地恢复到原来的位置。这项新研究很大程度上依赖于对这种反弹的统计分析。在这项新研究中，科学家们发现，在20世纪，冰川反弹可能只造成了约三分之一的极地漂移。

作者认为地幔对流构成了最后三分之一。地幔对流是地球表面构造板块运动的原因。它基本上是由地核的热量引起的地幔物质循环。Ivins将其描述为类似于放在炉子上的一锅汤。当锅或地幔加热时，汤的碎片开始起落，基本上形成了垂直循环模式——就像岩石穿过地幔一样。

有了这三个广泛的贡献者，科学家们就能区分出由长期地球过程引起的质量变化和极地运动，而我们对这些变化和气候变化几乎没有什么控制。他们现在知道，如果格陵兰冰盖加速融化，极地运动也会加速。这篇论文最近发表在《地球与行星科学快报》杂志上。