人類社會的快速發(fā)展對地球的影響越來越大，除了環(huán)境污染和全球氣候變化等這些有目共睹的影響之外，最近，科學家們還發(fā)現，就連人類抽取地下水的行為都對地球造成了顯著影響：在1993年至2010年間，地球自轉軸偏移了大約80厘米！
自轉軸是什么？
要解釋人類抽取地下水的行為是如何讓地球自轉軸偏移的，我們可能需要重新復習一下初中地理知識——自轉軸。
地球上的晝夜交替現象是由地球自轉導致的，為了在科學觀察中定量描述和分析地球自轉現象，科學家們假想出一個軸線，它貫穿地球南北兩個極點，大致來說，地球就是圍繞這根軸線中心不斷自轉的。以地球儀為例，地球是斜躺著的，其南北極點被一根軸線貫穿，稍微撥弄一下，地球儀就會圍繞它旋轉。
但實際情況遠比地球儀這種簡化模型復雜很多，真實的地球在自轉時，其自轉軸是會天然擺動的。
這么說可能有點抽象，我們可以用陀螺來類比一下。大家在抽陀螺的時候，陀螺會大致圍繞其中心軸（這也是一個假想出來的軸）旋轉，在旋轉中其軸線會不斷左右搖晃。
地球的自轉軸就是這樣，只不過地球的自轉速度遠遠慢于陀螺，且地球體積也極為巨大，這就導致地軸的實際偏移速度比較緩慢。
也正是由于地球自轉軸的這種不斷移動（也就是極移），給科學家的大地測量工作帶來了很大不便：坐標系本身都在動，坐標系內的點自然也就沒辦法用固定的（X，Y）值來表示了。
為了解決這一點，科學家們根據1900年的極點平均位置，人為規(guī)定了地球自轉軸的參考軸CIO（國際協(xié)議原點），并以這個參考自轉軸為標準，繪制了極移的大致情況。
以弧秒為單位的極移和以天為時間單位的函數。
抽取地下水導致自轉軸偏移？
自從發(fā)現地球自轉軸會周期性偏移，科學家們就分析了極移的原因，最概括的解釋就是地球上質量分布不均勻，導致了極移現象。這個實驗我們用陀螺就能做：在陀螺上隨便找個位置，把小的配重塊（比如小木片、小鋼珠，甚至嚼過的口香糖等）用膠帶纏在陀螺上，再去抽陀螺，就會發(fā)現它轉的時候歪七扭八的了。
回到地球，一方面，地球本身就不是一個形狀規(guī)則的物體，這導致了地球從結構上來說，其質量分布就是不均勻的。
另一方面，地球還是一個活動的星球，星球上各種活動都會導致質量分布的不均一性。在地球內部有“地殼-地幔-地核”組成的三個圈層結構，在地球外部，大氣圈、水圈都是不斷運動著的，這些運動往往會導致地球暫時性質量分布的變化。比如地核和地幔中大型巖漿體的向上層運動，冬夏時節(jié)大氣層中氣流的相對運動（我們熟悉的西伯利亞冷空氣團就是其中之一）；再比如隨著氣候變暖導致的冰川冰蓋融化，大質量的水體流入海洋等現象。
地球的內外圈層都在活動，無論是哪一個圈層的活動都有可能導致地球質量分布不均。
這樣一說，抽取地下水會導致地球極移就很好理解了：人類活動從地層中抽取了大質量的地下水，并在使用地下水后，讓這些地下水中至少80%的水重新變成了地表水，并經由各種途徑（比如農業(yè)灌溉后的自然蒸發(fā)，工業(yè)和生活用途后的排污渠道等）重回海中。這重新分布了地球地表質量，且分布力度極大。
根據研究，在1993年至2010年之間，人類抽取的地下水總量約為2.15萬億噸，這些地下水排入海洋后導致全球海平面上升6毫米。而且更重要的是，這些被抽取的地下水絕大部分都來自北半球地區(qū)——北美、印度、中東等，這些水最終可以看作是平均分布在了全球海洋中，自然就導致了比較明顯的極移，其速度是平均每年4.36厘米，在這些年間，極點已經向東經64.16°移動了78.48厘米了。
全球地下水虧損（左）和海平面上升（右）分布圖。圖片來源：參考文獻[1]
雖然人類從2016年以來就已經知道人類活動讓極移更大，但那時認為該變化與地下水關系不大，而是人類活動導致全球變暖，使南北極冰蓋融化。一方面冰變成水，另一方面原本壓在南北極地層之上的冰層融化后，導致地殼部分回彈，就好比彈簧被重物壓住，重物消失后彈簧會回彈一樣，這些都讓全球質量分布發(fā)生改變。
但是這次的研究卻認為，人類抽取地下水的行為其實是僅次于冰蓋融化之后的重要控制因素。
理論計算中，不考慮地下水的極移（藍虛線），考慮地下水的極移（藍實線），以及觀測到的全球極移（紅色）數值對比。圖片來源：參考文獻[1]
極移有什么嚴重后果？
根據目前的研究，按照當前的極移程度，其實對地球是沒多大影響的。但這僅僅是從極移對地球的影響來說，真正嚴重的后果其實來自直接導致極移的兩個因素，冰蓋融化的后果不必多言，如果持續(xù)下去會導致海平面上升，眾多人口密集、經濟發(fā)達的大城市都會被海水淹沒。
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