要解釋人類抽取地下水的行為是如何讓地球自轉(zhuǎn)軸偏移的，我們可能需要重新復(fù)習(xí)一下初中地理知識(shí)——自轉(zhuǎn)軸。

地球上的晝夜交替現(xiàn)象是由地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的，為了在科學(xué)觀察中定量描述和分析地球自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，科學(xué)家們假想出一個(gè)軸線，它貫穿地球南北兩個(gè)極點(diǎn)，大致來(lái)說(shuō)，地球就是圍繞這根軸線中心不斷自轉(zhuǎn)的。以地球儀為例，地球是斜躺著的，其南北極點(diǎn)被一根軸線貫穿，稍微撥弄一下，地球儀就會(huì)圍繞它旋轉(zhuǎn)。

地球儀。圖片來(lái)源：圖蟲創(chuàng)意

但實(shí)際情況遠(yuǎn)比地球儀這種簡(jiǎn)化模型復(fù)雜很多，真實(shí)的地球在自轉(zhuǎn)時(shí)，其自轉(zhuǎn)軸是會(huì)天然擺動(dòng)的。

這么說(shuō)可能有點(diǎn)抽象，我們可以用陀螺來(lái)類比一下。大家在抽陀螺的時(shí)候，陀螺會(huì)大致圍繞其中心軸（這也是一個(gè)假想出來(lái)的軸）旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)中其軸線會(huì)不斷左右搖晃。

地球的自轉(zhuǎn)軸就是這樣，只不過(guò)地球的自轉(zhuǎn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于陀螺，且地球體積也極為巨大，這就導(dǎo)致地軸的實(shí)際偏移速度比較緩慢。

陀螺的自轉(zhuǎn)軸非常明顯。圖片來(lái)源：維基百科

也正是由于地球自轉(zhuǎn)軸的這種不斷移動(dòng)（也就是極移），給科學(xué)家的大地測(cè)量工作帶來(lái)了很大不便： 坐標(biāo)系本身都在動(dòng)，坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)自然也就沒(méi)辦法用固定的（X，Y）值來(lái)表示了。

為了解決這一點(diǎn)，科學(xué)家們根據(jù)1900年的極點(diǎn)平均位置，人為規(guī)定了地球自轉(zhuǎn)軸的參考軸CIO（國(guó)際協(xié)議原點(diǎn)），并以這個(gè)參考自轉(zhuǎn)軸為標(biāo)準(zhǔn)，繪制了極移的大致情況。

自從發(fā)現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)軸會(huì)周期性偏移，科學(xué)家們就分析了極移的原因，最概括的解釋就是 地球上質(zhì)量分布不均勻，導(dǎo)致了極移現(xiàn)象 。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們用陀螺就能做：在陀螺上隨便找個(gè)位置，把小的配重塊（比如小木片、小鋼珠，甚至嚼過(guò)的口香糖等）用膠帶纏在陀螺上，再去抽陀螺，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它轉(zhuǎn)的時(shí)候歪七扭八的了。

回到地球，一方面，地球本身就不是一個(gè)形狀規(guī)則的物體，這導(dǎo)致了地球從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，其質(zhì)量分布就是不均勻的。

另一方面，地球還是一個(gè)活動(dòng)的星球，星球上各種活動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量分布的不均一性。在地球內(nèi)部有“地殼-地幔-地核”組成的三個(gè)圈層結(jié)構(gòu)，在地球外部，大氣圈、水圈都是不斷運(yùn)動(dòng)著的，這些運(yùn)動(dòng)往往會(huì)導(dǎo)致地球暫時(shí)性質(zhì)量分布的變化。比如地核和地幔中大型巖漿體的向上層運(yùn)動(dòng)，冬夏時(shí)節(jié)大氣層中氣流的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（我們熟悉的西伯利亞冷空氣團(tuán)就是其中之一）；再比如隨著氣候變暖導(dǎo)致的冰川冰蓋融化，大質(zhì)量的水體流入海洋等現(xiàn)象。

這樣一說(shuō)，抽取地下水會(huì)導(dǎo)致地球極移就很好理解了：人類活動(dòng)從地層中抽取了大質(zhì)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(jīng)由各種途徑（比如農(nóng)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(zhì)量，且分布力度極大。

根據(jù)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(wàn)億噸，這些地下水排入海洋后導(dǎo)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(lái)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(dǎo)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(diǎn)已經(jīng)向東經(jīng)64.16°移動(dòng)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(lái)源：參考文獻(xiàn)[1] 

雖然人類從2016年以來(lái)就已經(jīng)知道人類活動(dòng)讓極移更大，但那時(shí)認(rèn)為該變化與地下水關(guān)系不大，而是人類活動(dòng)導(dǎo)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(dǎo)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(huì)回彈一樣，這些都讓全球質(zhì)量分布發(fā)生改變。

但是這次的研究卻認(rèn)為，人類抽取地下水的行為其實(shí)是僅次于冰蓋融化之后的重要控制因素。

根據(jù)目前的研究，按照當(dāng)前的極移程度，其實(shí)對(duì)地球是沒(méi)多大影響的。但這僅僅是從極移對(duì)地球的影響來(lái)說(shuō)， 真正嚴(yán)重的后果其實(shí)來(lái)自直接導(dǎo)致極移的兩個(gè)因素， 冰蓋融化 的后果不必多言，如果持續(xù)下去會(huì)導(dǎo)致海平面上升，眾多人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市都會(huì)被海水淹沒(méi)。

至于 過(guò)度抽取地下水 ，其危害程度更加深遠(yuǎn)，可能數(shù)十萬(wàn)乃至百萬(wàn)年內(nèi)都難以恢復(fù)。 這是因?yàn)榈叵滤⒉皇且砸徽麄€(gè)水體的形式存在于地下的，而是以孔隙水的形式存在于地下巖層中的， 也就是說(shuō)，當(dāng)我們抽取地下水時(shí)，并不是從一個(gè)地下河或者地下湖中抽取的，而是從巖層孔隙中抽取的，這些孔隙中的水會(huì)富集到井中，然后被源源不斷抽取出來(lái)。

在未被抽取的時(shí)候，孔隙水實(shí)際上是巖石中的一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)。一旦孔隙水消失，巖石就相當(dāng)于損失了一個(gè)支撐點(diǎn)，會(huì)在上面巖層的重壓之下被壓實(shí)，其孔隙自然就會(huì)變小甚至消失，這時(shí)候，就算我們?cè)偻毓嗟叵滤?，也無(wú)法讓這些孔隙恢復(fù)了。

一方面，巖層由于失去了孔隙度，變得更致密了， 就好像我們壓海綿，海綿變扁了。從宏觀上看，就會(huì)表現(xiàn)出地表沉降。

放眼到全世界來(lái)看，印度尼西亞的首都雅加達(dá)，作為全球地表沉降最嚴(yán)重的城市（每年沉降17厘米），預(yù)計(jì)在海平面上升的疊加影響之下，其大部分區(qū)域可能會(huì)在2050年就完全處于海平面之下，目前印尼已經(jīng)著手規(guī)劃遷都了（當(dāng)然啦，地表沉降僅是遷都原因之一）。

雅加達(dá)沉降速度圖示。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[2] 

另一方面，臨海城市中的地下水一旦被抽取后，孔隙變空，海水就會(huì)因此滲透到這些孔隙中補(bǔ)上原本淡水的位置， 于是這些地方就會(huì)出現(xiàn)海水入侵的情況，這將在未來(lái)很多年內(nèi)嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐墓┧闆r。

此外，由于有些地下水位于地層深處，其水源來(lái)自地表水的緩慢下滲，一旦抽取之后，重新補(bǔ)充的時(shí)間以十萬(wàn)年甚至百萬(wàn)年計(jì)，要是一旦被海水，或者是因抽取方式不適合等原因而污染，就相當(dāng)于我們幾乎永久性地失去了這一部分的地下水。

人類行為對(duì)地球運(yùn)轉(zhuǎn)的方方面面產(chǎn)生了重要影響，我們?cè)跒槿祟愇拿鞲械阶院赖耐瑫r(shí)，也需要擔(dān)憂人類和地球未來(lái)的命運(yùn)了。