地球突然“發福”
地球并不是標準的圓球。因為地球旋轉比較快,又是由大量的巖石構成,因此在赤道附近比較鼓一點,兩極扁一點,像一個南瓜。
從上一次冰期結束以來,地球質量即從赤道區域轉移到近南北極地區。產生這種變化的原因是地球的旋轉和大規模的地幔流動。
科學家將地球兩極和赤道周圍的這種變化稱為動態扁率,如果動態扁率隨時間而減小,就說明地球的質量從赤道轉移到兩極地區;相反,如果動態扁率隨時間而增大,則表明地球的質越從兩極地區轉移到赤道周圍。
早在20年前,科學家就對地球的動態扁率進行了測量,發現動態扁率正在減小。但是,美國國家航天局哥達德航天中心的兩位科學家在最近一期的《科學》雜志上發表文章說,從1979年到2001年,9顆衛星的激光測距數據發現,過去20年間,地球動態扁率一直在減小;而從1997年底到1998年初,地球質量轉移的方向變了,動態扁率突然開始明顯增大。
動態扁率變小,說明地球在變“苗條”;而動態扁率增大,說明地球在“發胖?”
“變胖”原因不明
一般認為,阿爾卑斯山冰川、北冰洋中冰以及兩極冰帽的融化,應該會使全球的海平面升高,從而導致地球變胖。
但是,從1992年以來對海平面升高的測量結果表明,各種冰融化的數量與動態扁率的變化情況兩者并不吻合。也有人認為是地球內部流動外核的變化所致。由于地磁場的變化會使地球流動外核頂部的物質產生突然變化,從而使動態扁率發生改變。但1999年對地磁場變化的觀察表明,有可能在地磁場發生變化之前,就已經出現了地球質量轉移。
還有人認為,這是因為海洋中大規模的海水質量轉移。
此次動態扁率的變化出現在1997年末和1998年初,這期間正好發生了本世紀最強的一次厄爾尼諾現象。但厄爾尼諾是向南振蕩,從理論上推測,這種振蕩將伴隨著海水質量從亞熱帶轉移到熱帶,轉移的方向與赤道垂直。但這種振蕩的性質目前尚不清楚,因此很難肯定就是大規模地球質量轉移的原因。
衛星觀測將揭開謎底
美國國家航天局的科學家認為,所有上述原因都不能令人滿意地解釋地球為什么“變胖”,大家忽略了重力變化這個重要因素,其實這個因素是地球系統中質量綜合性變化的關鍵。
如果要徹底弄清地球系統的變化,特別是近幾年來海洋中海水質量的大規模轉移,最好是從時間和空間上對地球重力的變化進行監測。
美國國家航天局最近發射了重力回收和氣候試驗衛星,將對地球質量的轉移進行史無前例的高精度和高分辨率的測量。如果地球質量轉移是發生在1998年以后,一定會被這顆衛星監測到。
這顆衛星不是提供一般性的地球信息,而是指出發生轉移的具體時間和地理位置,這對弄清地球質量轉移或重新分配的原因、解開地球“變胖”之謎,將有極大的幫助。