波恩大學的一項最新研究揭示了南非部分地區地面抬升的奇異現象，這一現象與人們通常理解的地球深部活動無關，而是與嚴重的干旱和地下水流失緊密相關。該研究成果已在《地球物理研究雜志：固體地球》上發表。
南非擁有一個由全球導航衛星系統（GNSS）基站組成的網絡，該網絡用于監測地面的高程變化。從2012年至2020年的數據顯示，南非某些區域的地面高度上升了約六毫米。長久以來，科學家多將這種上升歸因于地幔流動和動態地形變化，認為地球深部的熱物質柱（地幔柱）是推動地面抬升的“幕后黑手”。然而，波恩大學的研究團隊提出了一個全新的假設：干旱導致的水流失可能是造成地面抬升的真正原因。
為了驗證這一假設，波恩大學的研究團隊，在馬坎?卡雷加博士（Dr. Makan Karegar）的帶領下，對2000年至2021年的每日GPS高度數據進行了深入分析。他們運用單譜分析（SSA）技術，過濾掉數據中的噪聲，聚焦于長期趨勢。同時，團隊還通過網格系統估算了水質量負荷，即水的重量對地球表面的影響，并基于初步地球參考模型（PREM）進行了計算。
研究結果顯示，水流失與地面抬升之間確實存在顯著的關聯。美國宇航局（NASA）的重力恢復與氣候實驗（GRACE）衛星任務提供的數據也支持了這一結論。GRACE衛星通過測量與水儲量變化相關的重力變化，發現水流失最嚴重的地區正是地面抬升最快的區域。盡管GRACE提供的數據分辨率較低，但其結果與GPS估算的水儲量以及水文模型高度相關，月度相關性高達90%至94%，長期趨勢的相關性也達到了46%至53%。
研究團隊解釋說，當地下水流失時，地表會像受到擠壓后松開的泡沫球一樣重新膨脹。在干旱發生之前，地下水對土地施加的壓力使土地保持壓縮狀態，而隨著地下水儲備的枯竭，地殼開始逐漸抬升。
這一發現為科學家提供了一種新的方法來監測干旱的嚴重程度。GPS接收器能夠提供地下水枯竭的準確信息，而這些測量數據可以為水資源短缺提供早期預警。南非曾經歷過嚴重的水資源危機，包括2015年至2019年的干旱，當時開普敦幾乎面臨“零日”危機，即水龍頭可能完全干涸。隨著氣候變化對降水模式的影響日益加劇，未來水資源短缺的風險仍然居高不下。
卡雷加博士表示：“這些數據表明，地面抬升現象主要可以用水量流失來解釋。”研究人員希望，這種方法能夠幫助政策制定者更好地制定水資源利用決策，特別是在水資源匱乏的地區。通過深入研究環境變化對土地的影響，科學家可以不斷改進水資源管理策略，以更好地應對未來的挑戰。
