波恩大学的一项最新研究揭示了南非部分地区地面抬升的奇异现象，这一现象与人们通常理解的地球深部活动无关，而是与严重的干旱和地下水流失紧密相关。该研究成果已在《地球物理研究杂志：固体地球》上发表。
南非拥有一个由全球导航卫星系统（GNSS）基站组成的网络，该网络用于监测地面的高程变化。从2012年至2020年的数据显示，南非某些区域的地面高度上升了约六毫米。长久以来，科学家多将这种上升归因于地幔流动和动态地形变化，认为地球深部的热物质柱（地幔柱）是推动地面抬升的“幕后黑手”。然而，波恩大学的研究团队提出了一个全新的假设：干旱导致的水流失可能是造成地面抬升的真正原因。
为了验证这一假设，波恩大学的研究团队，在马坎・卡雷加博士（Dr. Makan Karegar）的带领下，对2000年至2021年的每日GPS高度数据进行了深入分析。他们运用单谱分析（SSA）技术，过滤掉数据中的噪声，聚焦于长期趋势。同时，团队还通过网格系统估算了水质量负荷，即水的重量对地球表面的影响，并基于初步地球参考模型（PREM）进行了计算。
研究结果显示，水流失与地面抬升之间确实存在显著的关联。美国宇航局（NASA）的重力恢复与气候实验（GRACE）卫星任务提供的数据也支持了这一结论。GRACE卫星通过测量与水储量变化相关的重力变化，发现水流失最严重的地区正是地面抬升最快的区域。尽管GRACE提供的数据分辨率较低，但其结果与GPS估算的水储量以及水文模型高度相关，月度相关性高达90%至94%，长期趋势的相关性也达到了46%至53%。
研究团队解释说，当地下水流失时，地表会像受到挤压后松开的泡沫球一样重新膨胀。在干旱发生之前，地下水对土地施加的压力使土地保持压缩状态，而随着地下水储备的枯竭，地壳开始逐渐抬升。
这一发现为科学家提供了一种新的方法来监测干旱的严重程度。GPS接收器能够提供地下水枯竭的准确信息，而这些测量数据可以为水资源短缺提供早期预警。南非曾经历过严重的水资源危机，包括2015年至2019年的干旱，当时开普敦几乎面临“零日”危机，即水龙头可能完全干涸。随着气候变化对降水模式的影响日益加剧，未来水资源短缺的风险仍然居高不下。
卡雷加博士表示：“这些数据表明，地面抬升现象主要可以用水量流失来解释。”研究人员希望，这种方法能够帮助政策制定者更好地制定水资源利用决策，特别是在水资源匮乏的地区。通过深入研究环境变化对土地的影响，科学家可以不断改进水资源管理策略，以更好地应对未来的挑战。
