书城童书太空迷幻漫游
48786100000081

第81章 地极漂移之谜

你是否知道地球的南北两个极点,它们在地球表面上的位置并不是一成不变的,而是不断地在运动?当然,它的变化量十分小,一年中活动的范围不会超过一个篮球场的大小。因此,我们容易认为它是固定不动的。

地极的这种运动,一般称之为极移。它使得地球上各点的经度纬度发生着变化。因此我们可以通过对世界各地经纬度变化的精密测量,对极移进行研究。

自从1888年德国的屈斯特纳首次发现纬度变化现象以来,国际天文和大地测量界一直在对极移现象进行着连续的测量。现在已经弄清,极移有两个主要的周期成分:周期为14个月的自由摆动和周期为1年的受迫摆动。

但是,除了上述这两种周期运动以外,地极是否也有某种长期的运动呢?

20世纪以来,古气候、古生物学等方面一系列的发现,都说明地极很可能也存在着一种长期的运动。譬如,在现今的热带发现了寒带生物的化石。这说明,过去这些地方的纬度曾经很高,曾经离当时的地极很近。当然,在现今的极地,也发现过热带生物的化石。

20世纪50年代古地磁学兴起以后,更提供了一种测量岩石剩余磁性的方法。利用这种方法,可以测量出岩石形成时一个地方的地磁纬度。在世界各地对不同时期形成的岩石进行这样的测量以后,就求出了地磁极在过去年代中的运动轨迹。地球的磁极当然还不是地极本身,但是两者之间的差别可以认为并不很大。既然地球磁极在过去曾表现出大幅度的运动现象,据此人们当然倾向于相信长期极移的存在。

但是,从大陆漂移学说的观点来看,上面的这一点还远不能被肯定。因为只有当各大陆在地球表面上完全不动时,上述根据古地磁测量结果描述出来的地磁极运动轨迹才是真实的。否则我们完全可以倒过来解释。即地磁极并没有产生长期的运动,上述的测量结果仅仅是反映了各大陆相对于地磁极的运动。所以,我们至今还不能够对过去的地极长期运动作出有把握的结论。

如果说对地球过去的长期极移问题已无法弄清楚,那么是否有可能对当代地极的长期运动进行实际的测量呢?如果我们能够证实今天的长期极移,不也就间接地证明了历史上曾经产生过的地极长期运动了吗?

为了这一点,国际天文学和大地测量学界,早在20世纪初就作了一系列的努力,并为此进行了长达83年的国际合作研究。但是,这长达83年的天文测量工作,并不能对当代地极究竟有无长期运动的问题作出明确的回答。主要的原因在于地极长期运动本身的量级:即使有也不过每年1~3厘米。但是天文台站所在板块的运动,大体上也是这个量级;有的台站的运动,还要大得多,达每年6~10厘米。根据这些在地球表面上运动着的天文台站来测量地极的长期运动,如果我们不能知道这些天文台站本身的运动情况,是无法得到有把握的结果的。

这也就是为什么国际天文界对长达83年的连续测量结果(平均的长期极移为每年几个厘米,方向大致在西经70°左右)不能下结论的原因。

基于这样的原因,对当代究竟有无长期极移,在天文大地网整体平差中要否考虑它的影响,国内外学术界一直存在着不同的观点。有一些国家,在测绘中长期采用“历元平极”,就是认为当代并不存在着可以觉察到的长期极移。我国测绘界,在70年代以前的测绘作业中,也是如此处理具体问题的。这也是有道理的,因为采用一个并不准确的改正数,往往还不如根本不去改正它为好。

最近20年,天文大地测量新技术的迅速发展无疑地给最终实际测量当代长期极移提供了新的希望。因为这些新技术的测量精度都比以往经典的光学天文测量技术提高1~2个数量级。

但是,新技术的实际测量工作仍然是在地球表面漂移着的板块上进行的,它仍然脱离不了板块运动的影响。只有把地球上的板块绝对运动完全弄清了,并且累积了长时间的新技术测量资料,才有可能对当代长期极移运动问题作出进一步的判断。

对长期极移的起因目前还处于探索阶段。可能是地球内部或表面物质分布的变化和不平衡,引起地球相对于自转轴有一个长期的扭动,使极点在地球表面上产生一个长期的漂移。至于为什么地球内部和表面会有物质分布的变化,这更是一个有待探索的奥秘。