最新研究表明,气候变化正在改变地球的真实核心。
随着全球变暖导致极地和冰川冰融化,曾经集中于地球两极的水正在向赤道重新分布。地球中间的额外质量减缓了它的旋转,从而对我们的日子产生拉长的影响。
一项新研究提供了更多关于这种动态的证据,并进一步暗示行星冰雪的变化已经足够深刻,以影响地球的轴线——围绕其中心旋转的不可见线。这些转变共同导致地表下的反馈,影响着围绕地球液态内核中运动的流体。
这些发现在过去一周内发表在两本期刊Nature Geoscience和Proceedings of the National Academy of Sciences上。
这些研究与去年三月发表的类似研究一起,表明人类已经干扰了行星物理特性的基本元素,这个过程将在全球温度稳定并冰盖融化达到平衡后继续。
新研究的作者之一、瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)空间大地测量助理教授本内迪克特·索亚指出:“现在你可以将地球的自转列入人类完全影响的事物列表中。”
索亚表示,地球自转的变化足够显著,到某天可能将与月球引力引起的潮汐力量媲美,如果碳排放继续保持在极端水平。
一般来说,地球自转的速度取决于行星的形状和质量分布的位置——这些因素受到几个相互作用的力量的影响。
科学家经常将其与冰上旋转的花样滑冰运动员做比较:当滑冰者伸出手臂旋转时,他们的旋转速度会变慢。但如果滑冰运动员将手臂收紧,他们会旋转得更快。
有点类似的,来自月球引力潮汐的海洋摩擦减缓了地球的旋转。索亚表示,从历史上看,这对行星的自转速度影响最大。
与此同时,冰河时代的一些高纬度地区地壳的缓慢回弹在相反方向起作用,加快了行星的自转。
这两个过程长期以来一直是影响地球角速度的可预测因素。
但现在,由于全球变暖导致的快速冰融化正在成为一个强大的新力量。索亚表示,如果人类继续用碳排放污染地球,冰川融化的影响可能会超过月球的效应。
“在最糟糕的情况下,气候变化将成为最主导的因素”,他说。
影响地球自转的第四个重要因素是地球内部流体的运动。科学家们长期以来理解这可能会加快或减缓地球的自转——这一趋势可能会隔10-20年发生一次转变。当前,地核暂时导致地球的自转略微加快,抵消了气候变化导致的减速。
气候变化似乎也正在影响地球的内核,这是由于冰融化和行星旋转轴的变化引起的。
这项新研究的研究人员建立了一个120年的极移模型,即轴向随时间的变化。他们发现由于冰融化导致地球质量分布的变化,可能导致极移中的轻微波动。
索亚估计,气候变化很可能导致10年内的轴向变化1米。
研究进一步表明,地球内部熔岩的流动会调整其轴线和自转速度的变化,这是地球表面影响其内部的一种反馈过程。
索亚表示:“地球自转略有变化,我们相信这可能间接影响到地球内核。”“这是一些不容易或不可能直接测量的东西,因为我们无法进入那里。”
这些发现对人类的时间保持和卫星定位在太空中有重要意义。
索亚说:“例如,如果你想飞往火星的一个新任务,我们真的需要知道地球在空间中的确切状态,如果发生变化,我们可能会出现导航错误或失误。”
例如,地球轴的1米变化可能意味着飞船在到达火星时偏离目标100或1000米。
至于时间保持,去年三月发表的研究表明,气候变化已延迟了需要向世界时钟协调时间添加“负闰秒”的需要,以与地球自转保持一致。
领导之前研究的加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的地球物理学家邓肯·阿格纽表示,新研究与他的研究“非常契合”。
“他们将这一结果进一步延伸到未来,并考虑了多种气候情景,”阿格纽说,并补充说,尽管索亚和他的合著者采用了不同的方法,但他们得出了与他类似的结论。
麻省理工学院地球物理学教授托马斯·赫林并未参与任何研究,他表示,新研究可能确实能够揭示地球表面的变化如何影响地球内部正在发生的事情。
赫林在一封电子邮件中表示:“地表过程与核心之间的反馈在我看来是合理的”,并解释说,“大尺度”表面过程可以“渗透到流体内核。”