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  据国外媒体报道,自达尔文时代以来,科学家们一直在推测岩质地壳可能出现扩大或者收缩的情况,直到发现了地球板块运动的构造理论,解释了地球大范围岩石圈的运动。即使在接受板块构造运动的半个世纪前,一些地球科学的研究人员还是以各种理论来再推测地壳可能出现扩大或者收缩。目前,美国宇航局使用的研究小组使用了空间测量工具以及一个新的数据处理技术,并没有发现地壳(最外层的部分)出现统计学意义上的明显扩大,年变化值在0.1毫米。这一份研究成果已经发表在《地球物理研究》快报上的。

地球物理过程影响着全球气候变化和地质活动

  然而,我们为什么要如此关注地球的“身材”呢?这是因为,地球的版块构造的活动使得最外层的结构出现不断地变化,比如地震、火上活动产生的力量挤压着相邻的版块,使得某些山脉增高、岛屿移动等,而山脉海拔高度的上升的同时也伴随着侵蚀和滑坡,这些相反的作用过程无时无刻地在地球上演。此外,大规模的气候异常事件,例如,厄尔尼诺和拉尼娜现象则会重新分配地球海洋水圈循环、大气圈水汽结构以及内陆地区的水资源,而厄尔尼诺(圣婴现象)现象则是典型的太平洋赤道带海洋大气循环失去平衡的异常气候现象。

  其次,科学家也需要在研究地壳运动是制定一个参照标准,用于评估其变化。外层地壳结构出现任何情况的重大变化,都将改变我们对这个星球地质物理过程的重新认识,这方面的研究分支学科我们将其称为大地测量学,旨在测量地球形状以及重力场的变化,以及他们如何随着时间的变化而变化。

  为了测量这些参数,来自全球各个国家的科学家们建立了一套国际陆地参考框架,这个框架的建立是以地面导航和卫星遥感测量为主,同时其也可以用来检测全球气候变化的许多方面,包括海平面的上升以及上升的原因、地球两极地区冰层质量的不平衡,特别是在最后一次大冰期期间地球表面巨大的冰原覆盖逐渐退去,这种持续的反弹过程也是科学家所关注的。

  但是,测量地球的大小是否出现变化是个较为不容易的研究,根据参与研究的科学家介绍:我们总不能拿着一个巨大的卷尺将地球搂成一圈。幸运的是,我们可以借助高精度的空间大地测量技术,这为科学家提供了最好的测量工具,可以用来估计地球半径的变化。这些措施包括:

  1.卫星激光测距。通过一个全球性的观测网络,使用光脉冲计算卫星于地面基站之间的距离,精度可以达到毫米级。2.甚长基线干涉测量技术。这是一项基于射电天文学,利用电磁波干涉原理,使用多个相距遥远的射电望远镜来模拟一个超级射电望远镜的技术。3.全球定位系统。使用轨道上的导航卫星为全球各地的地理坐标提供确切的位置信息和时间信息。4.卫星多普勒轨道学和射电综合测量技术。使用法国的卫星系统用于确定卫星的轨道和精确位置信息。通过地面测量点向卫星发射无线电信号,再由卫星接收。由于卫星的运动,会导致信号的频移,这样就可以用于确定地面信号源位置以及其他信息,而卫星的轨道高度也是要被精确测量。

  而对于国际陆地参考框架标准,科学家动用了包括以上几点在内的几乎所有先进的技术。这个参照标准的中心测试精确测量地球质量中心的位置信息。这类所谓的地球质量中心不仅包括地壳结构,也包括海洋、冰川以及最外层的大气结构。科学家目前可以确认,地球质量中心的位置是非常精确的,并且结合了过去25年左右的轨道卫星积累的信息,可以认为是目前最精确的大地测量技术。

  但是,卫星激光测距和空间大地测量的数据可能受到其他地球主要物理过程的影响,并且还限制了在某些地方设置测量点。比如,如果我们将所有的测量点都设置在挪威,由于这里是高纬度地区,受到北极冰层的影响而上升,所以得出的数据就显示地球正在变胖。那科学家如何才能确定参照系的准确性呢?

  位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室科学家吴小萍(Xiaoping Wu,音译),以及法国国家地理研究所和荷兰代尔夫特技术大学的研究人员独立评估了国际大陆参考框架的准确性,并阐明了在地球膨胀/收缩理论上的新亮点。该研究小组采用了新的数据处理技术,评估了随着时间的变化,地壳半径的平均变化率,其中也考虑到了地球物理过程所带来的影响。而前文中提到的卫星激光测距,甚长基线干涉测量法和GPS(全球定位系统)技术则是用来获取地表运动的各种信息。

  最后,这些信息汇总了来自美国宇航局的重力恢复和气候实验探测器的地球重力场数据,以及海洋底部的压力模型,帮助科学家诠释全球海洋重力变化。研究结果显示:在统计学意义上,地球半径年平均变化为0.004英寸(0.1毫米),大约为人类头发的厚度。虽然在测量过程中出现了不确定的因素,比如某些地球物理过程的影响,但是这项研究也为地壳是否膨胀提供了一个独立的参考数据。

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channelId 1 1 地球半径存在年变化 厄尔尼诺影响全球活动 1 据国外媒体报道,自达尔文时代以来,科学家们一直在推测岩质地壳可能出现扩大或者收缩的情况,直到发现了地球板块运动的构造理论,解释了地球大范围岩石圈的运动