地球形态正在持续改变
2026/10/25 | via. 媒体 西班牙《阿贝赛报》网站/ 2026.09.21
摘要:上世纪90年代,人们就已经发现,这种持续形变并非均匀发生:极地抬升速度更快,而靠近赤道的区域则在下沉。
也许很难察觉,但我们脚下的地球固体地表一直在发生形变。这是一种地球物理机制,地壳比我们想象的更具弹性,会在巨大外力作用下发生形变;当外部荷载消失之后,又会回弹复原。如今,依托全球导航卫星系统(GNSS)监测站网络,科学家可以精准测量这类形变。
上世纪90年代,人们就已经发现,这种持续形变并非均匀发生:极地抬升速度更快,而靠近赤道的区域则在下沉。如今,发表在《地球物理学研究杂志·大地》上的一项全新研究表明,1997-2015年间,这一过程还在加速。该研究揭示,冰川、海洋、重力以及地下岩石圈层的变化,会以多种方式同时重塑地球形态。
从太空看,地球仿佛一颗完美的球体。但我们知道,受自转影响,地球两极略扁、赤道向外隆起。然而地球的外形从来不是一成不变的。来自希腊亚里士多德大学的地质学家克里斯托弗·科察基斯深度挖掘全球卫星监测站海量观测数据,探究近些年地球几何形态如何演变。依托高精度垂直位移观测得到的研究结论十分明确。
观测数据显示,1997-2000年,极地区域抬升速率仅为每年0.5毫米。到2015年,该速率已经翻倍,达到每年1毫米。而在低纬度、十分靠近赤道的地区,情况恰好相反:固体地表持续下沉,并且下沉速度同样在加快。科察基斯解释说:“我们的研究结果显示,极地抬升正在加速,同时赤道下沉速率也出现相应幅度的增加。”这些细微但规模宏大的地壳运动意味着,地球的岩石本体,正变得没那么扁,越来越接近球形。
末次大冰期始于大约11万年前,结束于约1万年前。当时巨厚的冰盖重压地壳,把地壳向下方地幔挤压。当全球气候改变、冰盖消融,地壳摆脱巨大的重压,开始向上回弹恢复原有形态,这个缓慢的过程叫作“冰川均衡调整”。
古冰盖早已不复存在,但如今冰川的快速消融正在改写这套地球物理规律。随着格陵兰岛与南极冰盖不断消融,压在地壳之上的荷载减轻,极地大陆因此提前抬升。已有其他研究证实,冰川消融效应甚至会改变地球自转速度。
融化的巨量冰水去往何处?显而易见是流入海洋。这里还有另一股看不见的力量在发挥作用:融水对洋底施加荷载。冰川消融产生的水体重新分布到全球海洋,低纬度大洋底部承受的重量与压力随之增加,把赤道区域的海底往下压。于是,极地陆地抬升的同时,热带洋底不断下沉。
当科察基斯团队把这套岩石圈层的新形态与大地水准面进行对比,得到了一个颇为反直觉的现象。大地水准面是科学家依据地球质量分布描绘出的虚拟的、不规则的重力等效表面。岩石地表因为极地抬升、赤道下沉,物理形态变得更圆;但是冰盖消融转变为赤道海洋水体,质量重新分布,带来截然相反的效果,让大地水准面变得更扁。