基线干涉技术（ＶＬＢＩ）等进行有效观测．结果表明， １９５９ 地 球 物 理 学 进 展２４卷 北欧现今水平地壳运动是以地壳回弹中心向外发散 的，但最大的水平运动速率出现在末次冰盖的外围 隆起区．北美的情况还不
基线干涉技术（ＶＬＢＩ）等进行有效观测．结果表明，
１９５９
地 球 物 理 学 进 展２４卷
北欧现今水平地壳运动是以地壳回弹中心向外发散
的，但最大的水平运动速率出现在末次冰盖的外围
隆起区．北美的情况还不确定，因为加拿大东部交通
不便，ＧＰＳ测站稀疏．
在北欧ＢＩＦＲＯＳＴＧＰＳ网络［１，７］，显示最大地壳
隆升速率出现在波的尼亚湾北部，为每年１１ ｍｍ，
隆升速率向外减少，到末次冰盖的外围隆起区甚至
变为负值（即地壳下沉），在冰盖外围，水平运动速度
达每年２．０ｍｍ．在北美ＧＰＳ 网络显示哈德逊湾东
南出现最大隆升，速率多达每年１３．６ ｍｍ，在冰盖
的外围即五大湖南部，水平运动速率达每年
５ｍｍ［２］．
１．２ 犌犐犃对海平面的影响
海平面变化分两种，相对海平面（ｒｅｌａｔｉｖｅｓｅａ
ｌｅｖｅｌ，ＲＳＬ）和绝对海平面变化，前者是海面相对固
体地壳的变化，是古海滩地质记录和现今海岸验潮
站的观测量；后者用于全球或区域海平面变化，由卫
星测高、卫星重力等观测出．在冰退期，融化的冰水
回到海洋，使海平面上升，累计平均上升约１２０ ｍ．
然而，全球古海滩分布的地质记录说明，在不同地方
融化冰水的重新分布是不同的，换句话说，海平面上
升取决于地理位置，在一个地方可能比另一地方有
更大的上升幅度，因为冰融水和其它质量如残留冰
盖、海水和地幔岩石质量之间的吸引随地域而变
化［３］，另一原因是地球旋转变化导致离心力位的变
化［８］．不过在古冰川作用的沿海地区（例如哈德逊
湾），ＲＳＬ 变化由ＧＩＡ 的垂直运动主导．同样，ＧＩＡ
对现今海平面变化的影响也是不均匀的，因为冰融
水和地幔岩石质量之间的吸引随地域是变化的．
ＧＩＡ 使过去几千年的全球海平面、海岸线和地貌
发生了巨大的变化，目前这一过程正在继续．ＧＩＡ 可
使现今全球平均绝对海平面上升每年减少０．２３ｍｍ，
在局部如古冰川作用的海岸地区，ＲＳＬ每年减少可达
１０ｍｍ 量级［９］．
１．３ 犌犐犃对地球重力场的影响
冰、冰融水、地幔岩石具有质量，随着它们的运
移，就对其中其它质量施加引力，因此，这些质量进
一步通过流动重新分布，地球重力场可反映地球表
面和地球内部的质量变化．现在离末次冰期冰退结
束至少有６千年之久，地幔物质流逐渐回到古冰川
作用的地区，使得地球整体形状看起来越来越不象
以前那样扁了，这种地球表面地形的变化影响了地
球重力场的长波长成分．地球重力场变化可由陆地
上绝对重力仪实施的重复测量获取，此外，地球重力
场变化也使卫星的轨道运动产生摄动，因此，其长波
长成分已由ＬＡＧＥＯＳ 卫星的人卫激光测距（ＳＬＲ）
观测出［１０］，２００２年３月欧美发射了重力恢复和气候
实验卫星（Ｇｒａｖｉｔｙ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ Ｃｌｉｍａｔｅ
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，缩写为ＧＲＡＣＥ），其中ＧＲＡＣＥ 卫星
重力计划（ＧＲＡＣＥ Ｇｒａｖｉｔｙ Ｍｉｓｓｉｏｎ）已观测到中长
波长的重力变化［１１］．
１．４ 犌犐犃对地球自转的影响
研究古代中国和巴比伦日蚀记录，就可发现地
球旋转速率不是一个常数．例如，如果旋转速率是常
数，则一个古巴比伦日蚀的阴影路径（ｓｈａｄｏｗｐａｔｈ）
应位于横跨西欧的某地，这在当时古巴比伦是不可
能观测到的，因此地球旋转速率应该是变化的．我们
熟知地球和月球间的潮汐相互作用使地球旋转变
慢，但若只考虑潮汐相互作用就会过多地校正日蚀
路径，日蚀路径会出现在巴比伦的东部．只有进一步
考虑ＧＩＡ 对地球旋转的影响，才可使阴影路径正好
通过巴比伦．
ＧＩＡ 是这样影响地球旋转的，地球表面和内部
质量的运动影响地球的转动惯量，因此由角动量守
恒定律，地球的旋转运动会发生变化．在冰进期，大
部分取自近赤道海洋的水，到高纬度近极（也近旋转
轴）地区沉积成冰，这使得地球冰川海水系统的转
动惯量减小，正象花样滑冰运动员收拢双臂，地球旋
转应该加快．相反地，在冰退期间，冰融水进入海洋，
犹如运动员伸开双臂，使转动惯量增加，进而使地球
旋转速度减慢．在地球内部质量的流动指地幔岩石
的流动，其方向与水的运移方向是相反的，但其速度
相对慢得多．在冰退结束以后，影响地球自转的质量
运动是地幔岩石往高纬度古冰川地区的回流，这使
得地球形状越来越圆，现今的地球旋转速率就在增
加，因此使日长减少，Ｌａｍｂｅｃｋ 估计ＧＩＡ 使日长每
世纪减少约０．７ ｍｓ［１２］，ＬＡＧＥＯＳ 卫星的人卫激光
测距已观测出地球自转的非潮汐减速过程，其主要
机制是ＧＩＡ［６］．
ＧＩＡ 过程除引起地球旋转速率变化外，还使旋
转轴发生漂移．现在，地球转轴的漂移与北美末次冰
期冰盖关系密切，据研究，它现在正以每百万年约１
度的速度向盛冰期冰盖质量中心即加拿大东部漂
移［１３，６］．
地球旋转轴的漂移又影响了地球表面的离心力
位，因而进一步影响海平面的变化［８］．
１．５ 犌犐犃对地球应力的影响
根据板块构造理论，板块之间的相互作用引起
１９６０
６期汪汉胜，等：冰川均衡调整（ＧＩＡ）的研究
近板块边界的地震，然而在加拿大东部和北欧属板
内环境，均远离现今的板块边界，却分别发生了震级
直到７级和５级的地震，在美国中部的新马德里，在
１８１１年发生了８ 级地震，是一个非常著名的板间
地震．
在盛冰期，在加拿大北部和北欧地区，巨大的冰
负荷分别施加了３０ ＭＰａ和２０ Ｍｐａ的垂直应力，该
应力通过地幔和岩石圈的弯曲支撑，随着冰和海水(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）
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