科学家们发现：地球正在变得越来越歪，这可能是因为人类所做的事情。

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除了环境污染和全球气候变化等有目共睹的影响外，人类社会的快速发展对地球的影响也越来越大。最近，科学家们还发现，甚至人类抽取地下水的行为都对地球产生了显著影响:从1993年到2010年，地球的自转轴已经偏移了大约80厘米！

什么是自转轴？

为了说明人类抽取地下水的行为是如何使地球自转轴偏移的，我们可能需要重新审视初中地理常识——自转轴。

地球上昼夜交替的现象是由地球自转引起的。为了在科学观察中定量描述和分析地球自转现象，科学家们想象一个轴贯穿地球南北两个极点。一般来说，地球在这个轴的中心周围不断旋转。以地球仪为例。地球斜躺着，它的南北极点穿过一个轴线。稍微拨弄一下，地球仪就会在它周围旋转。

但是实际情况远比地球仪这一简化模型复杂得多，真正的地球在自转时，其自转轴会自然摆动。

这可能有点抽象。我们可以用陀螺来比较。当我们抽陀螺时，陀螺会大致围绕中心轴旋转(这也是一个想象中的轴)，其轴在旋转过程中会不断左右摇晃。

地球的自转轴是这样的，但是地球的自转速度比陀螺慢很多，地球的体积也很大，这使得地球轴的具体偏移速度相对较慢。

正是因为地球自转轴的不断移动(即极端移动)，给科学家的地球测量带来了很大的不便:坐标系本身就在移动，所以坐标系中的点自然不能用固定的点。（X，Y）值来表示。

为了解决这个问题，科学家们人为地规定了地球自转轴的参考轴CIO(国际协议起点)，并根据1900年的极点平均位置绘制了极端移动的大致情况。

自转轴偏移是由地下水抽取引起的？

自从发现地球自转轴会周期性偏移后，科学家们就分析了极端偏移的原因。最一般的解释是地球上的质量分布不均匀，导致极端偏移。我们可以用陀螺来做这个实验:在陀螺上随便找个位置，用胶带把小平衡块(比如小木片、小钢珠，甚至嚼过的口香糖等)缠在陀螺上。)，然后抽陀螺，这样我们就可以发现它扭曲了。

回到地球，一方面，地球本身并不是一个形状规则的物体，这就导致了地球在结构上的质量分布不均匀。

另外一方面，地球仍然是一个活动星球，星球上的各种活动都会导致质量分布不均匀。地球内部有三个由“地壳-地毯-地核”组成的圈内结构。在地球的外部，大气圈和水圈不断移动，这往往会导致地球质量分布的短暂变化。比如地核和地幕中大型岩浆理论的向上运动，冬夏大气中气流的相对运动(我们熟悉的西伯利亚冷空气团就是其中之一)；例如冰河冰盖随气候变暖而融化，大质量水体流入海洋等现象。

这样，很容易理解提取地下水会导致地球极度移动:人类活动从地层中提取优质地下水，使用地下水后，这些地下水中至少80%的水会再次变成地表水，通过各种渠道(如农田灌溉后的自然挥发、工业和生活用途后的污水排放渠道等)返回大海。).这再次分布了地球表面的质量，分布力度极大。

据研究，从1993年到2010年，人类提取的地下水总量约为2.15万亿吨，这些地下水排入海洋后，导致全球海平面上升6毫米。更重要的是，这些提取的地下水大部分来自北半球地区——北美、印度、中东等。这些水最终可以被视为平均分布在全球海洋中，这自然导致了明显的极移，平均每年速度为4.36厘米。近年来，极点已经向东经64.16°已经移动了78.48厘米。

虽然人类从2016年开始就知道人类活动使极端移动变得更大，但当时他们认为这种变化与地下水关系不大，但人类活动导致了全球变暖，使得南北极冰盖融化。一方面，冰变成了水；另一方面，原本压在南北极地层上的冰融化后，地壳部分反弹，就像扭簧被重物压住，重物消失后扭簧会反弹，改变了全球的质量分布。

但这项研究表明，人类抽取地下水的行为实际上是仅次于冰盖融化后的重要控制因素。

极限移动的严重后果是什么？

根据目前的研究，按照目前的极端移动水平，对地球影响不大。但这只是极端移动对地球的影响。事实上，真正严重的后果来自两个直接导致极端移动的因素。不用说，冰盖融化的后果会导致海平面上升。许多人口密集、经济发达的大城市将被海水吞噬。

对过量抽取地下水，其危害程度较长，可能在数十万甚至数百万年内难以恢复。这是因为地下水不是以整个水质的形式存在于地下，而是以孔隙水的形式存在于地下岩层中。换句话说，当我们提取地下水时，我们不是从地下河或地下湖中提取的，而是从岩层的孔中提取的。这些孔中的水会聚集在井中，然后不断被提取出来。

当孔隙水没有被提取时，它实际上是岩石中的一个支撑结构。一旦孔隙水消失，岩石就会失去一个支点，在上层岩层的压力下被压实，孔隙自然会变小甚至消失。这个时候，即使我们再次回灌地下水，这些孔隙也无法恢复。

另一方面，由于岩层失去了孔隙率，变得更加致密，就像我们压海棉一样，海棉变平了。从宏观上看，表现为地表沉降。

纵观全球，印度尼西亚首都雅加达作为世界表面沉降最严重的城市(每年沉降17厘米)，预计在海平面上升的叠加影响下，其大部分地区可能在2050年完全处于海平面之下。目前，印尼已经开始规划迁都(当然，表面沉降只是迁都的原因之一)。

另一方面，临海城市的地下水一旦被提取出来，孔隙就会变空，海水就会渗透到这些孔隙中来弥补原来淡水的位置，所以这些地方会有海水入侵，这将严重影响未来几年当地的供水状况。

此外，由于一些地下水位于地层深处，其水源来自地表水的缓慢渗透。一旦提取，重新补充的时间是10万年甚至100万年。一旦被海水污染，或者因为提取方法不合适，就意味着我们几乎永久失去了这部分地下水。

人的行为对地球运行的各个方面都有很大的影响，我们在为人类文明感到骄傲的同时，也要担心人类和地球未来的命运。

参考文献

[1] Seo K W, Ryu D, Eom J, et al. Drift of Earth's pole confirms groundwater depletion as a significant contributor to global sea level rise 1993–2010[J]. Geophysical Research Letters, 2023, 50(12): e2023GL103509.

[2] Bott L M, Schöne T, Illigner J, et al. Land subsidence in Jakarta and Semarang Bay–The relationship between physical processes, risk perception, and household adaptation[J]. Ocean & Coastal Management, 2021, 211: 105775.

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作者|地星引力 科普创作者

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题目：“科学家们发现：地球正在变得越来越歪，原因可能是人类所做的事情。

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