一片湖的干涸會(huì)帶來什么？

中亞地區(qū)的咸海曾是全球第四大內(nèi)陸湖，橫跨哈薩克斯坦北部與烏茲別克斯坦南部，為當(dāng)?shù)厝颂峁┝素S富的漁獲和溫和的氣候。20世紀(jì)五六十年代，蘇聯(lián)政府為了方便灌溉農(nóng)田，改道了咸海的主要水源——阿姆河和錫爾河。失去主要水源后，咸海在短短幾十年內(nèi)發(fā)生了巨大變化。

如今，咸海已經(jīng)失去了大約1000立方千米的水，面積僅剩當(dāng)初的10%。曾經(jīng)廣闊的水面變成了一片荒漠，銹蝕的漁船停在黃沙中。即使在剩余的小片湖水中，由于蒸發(fā)速度快，鹽度過高，幾乎沒有什么生物可以生存。生活在咸海附近的人們不僅失去了漁獲，還面臨健康問題。風(fēng)掠過裸露的湖床，卷起鹽堿化的土壤，攜帶著有毒塵埃席卷了附近地區(qū)。2017年6月，聯(lián)合國秘書長(zhǎng)古特雷斯訪問了咸海，并指出這可能是這個(gè)時(shí)代最大的生態(tài)災(zāi)難。

當(dāng)人們震驚于地表劇變時(shí)，一些地下變化也在悄然發(fā)生。一項(xiàng)發(fā)表于《自然·地球科學(xué)》的研究顯示，咸海干涸的影響已經(jīng)穿透地表，深入到了地幔。

王騰現(xiàn)任北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院助理教授，他利用合成孔徑雷達(dá)干涉方法（InSAR）測(cè)量地表形變，并破譯背后的深層機(jī)制。通過這項(xiàng)技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)從2016年到2019年，咸海的地表每年最高抬升7毫米。理論上，當(dāng)上方承載的重量突然消失，地殼會(huì)展現(xiàn)出明顯的彈性行為，但咸海的情況遠(yuǎn)不止于此，影響一直深入到了地殼以下的地幔。

咸海水量從2015年左右開始不再變化，然而之后地表仍在持續(xù)抬升。這種持久的影響表明還有更緩慢的變化發(fā)生。王騰將地殼的彈性形變過程比作桌板上的重物被移走后恢復(fù)原狀，但如果桌板下方有軟橡皮泥，橡皮泥會(huì)在重物移走后緩慢回流，造成地表持續(xù)抬升。在這個(gè)故事中，桌板是地殼，重物是咸海的水，而橡皮泥則是較軟的上地幔軟流圈。

地球上類似的現(xiàn)象也發(fā)生在冰川消退后的大陸。這些變化為地球物理學(xué)家提供了了解地幔軟流圈性質(zhì)的機(jī)會(huì)。根據(jù)回彈速度等數(shù)據(jù)特征，結(jié)合數(shù)值模型，可以計(jì)算出地幔大致的黏度系數(shù)。咸海的地表變形拓寬了我們對(duì)地幔流變性質(zhì)的了解。中亞地區(qū)不在斷裂帶附近，鮮有大地震發(fā)生，也不曾有大規(guī)模冰川，這讓咸海成為了解大陸內(nèi)部軟流圈性質(zhì)的好機(jī)會(huì)。

即使在今天，咸海的地下依然在發(fā)生變化。根據(jù)數(shù)值模擬，咸海下方地幔軟流圈的黏度系數(shù)在10^19左右，這意味著這樣的變化非常緩慢，可能會(huì)持續(xù)上百年。咸海地下的持續(xù)變化提醒我們，人類活動(dòng)的影響遠(yuǎn)比想象中深遠(yuǎn)。人類和地球是一個(gè)有機(jī)的整體，人類活動(dòng)不僅能改變地表環(huán)境，也可能引發(fā)深地過程，在地表產(chǎn)生地質(zhì)尺度的變化。