如果世界上所有的冰都融化了，这是否会改变地球的重心，并对海平面产生相应的影响?

Question

这个问题在数学课上，SE问如果世界上所有的冰(包括整个南极冰盖)融化，我们如何计算对海平面的影响。我发表了一个包含计算结果的回答——这让我很吃惊——在北半球高纬度地区，海平面的上升将比南半球高纬度地区高出约40米。的关键定性这一结论所依据的假设是:

1. 世界上大部分的冰都在南极冰原上。
2. 世界上所有冰的融化以及由此产生的液态水在海洋中的扩散将导致地球重心的转移。考虑到上面的1，偏移应该是向北的。
3. 地球重心的移动不会对地球陆块和海床的位置产生重大影响，在这种情况下，它们可以被认为是海水围绕的一个固体块。
4. 液态水在世界各大洋的分布尽管受到其他因素的影响，但在很大程度上是由将其拉向地球重心的引力所决定的。因此，重心的北移将把更大比例的海水拉到北半球。

这些假设大体上正确吗?

Answer 1

按照惯例，你的问题完全属于地球和海平面的冰川均衡调整(GIA)建模领域。在这个方向上进行研究的主要科学家有杰瑞·米特罗维察、w·r·佩尔蒂埃、罗布林·肯德尔、格伦·米尔恩、库尔特·兰贝克、乔治·斯帕达，可能还有一些我忘记了的。这一切基本上都归结为“海平面方程”(SLE)，https://en.wikipedia.org/wiki/Sea_level_equation．

直接从维基百科复制，海平面变化的最简单形式年代美元由大地水准面的位移差(即您所描述的效果)给出。N美元而陆地垂直位置的变化(你美元)：$$ s = n-u， $$

正是这第二个因素，地球和海洋底部对不断变化的载荷的响应，你没有考虑到，这可能导致一些严重的局部偏差，而不仅仅是引力方面。

如图2-2http://skb.se/upload/publications/pdf/TR-09-11.pdf，抄录如下:图2 - 2。(a)由于冰原的引力作用，海洋高度向上扰动。由于冰盖的质量，固体地球向下凹陷。(b)由于冰的引力减少(红色虚线表示以前的位置)，加上由于冰盖的质量变小，固体地球反弹(绿色线表示以前的位置)，导致局部相对海平面下降。远场海平面上升是由于融水进入海洋。改编自Tamisiea等人，2003年。

盯着这个数字看一段时间后，你可能会意识到，事实上，从状态(a)到状态(b)，随着冰盖融化，远场海平面会因为液态水的加入和附近引力的下降而上升。然而，现在冰帽变小了，重量也减轻了，固体地球的反应是向上移动!因此，“靠近”冰盖，海平面下降的幅度不会像你预计的那样，仅仅是流体水+重力的量。注:海洋也是如此:向海洋中加入更多的水会使海洋变得更低，参见第26页，图11https://arxiv.org/pdf/1212.5061.pdf与现在相比，地中海周围的“相对海平面变化”。下面复制的是1万年前的照片:显然，海洋中心的海平面上升了30米，但边缘只上升了22米左右。原因是，从一万年前到今天，地中海的质量增加了，这导致它压低了海底/地壳的中心!因此，它必须上升更在中心(相比海岸线)创造一个平坦的表面今天。

困难的是这些都是非局部过程。你需要了解地中海的这种局部变化，才能对海平面做出准确的预测，例如墨西哥湾，因为它改变了质量中心和可以分布的流体海水预算!

所以关于你的问题，我绝对认为你是对的，重力是一个重要的方面，由于你提到的原因，半球相对海平面变化40米的差异是绝对可能的。如果熔解是瞬间的，这是主要方面。然而，如果你等待一个世纪左右，地球的变形就会开始发挥作用，可能会发挥严重的作用，并可能以不容易预见的方式再次极大地影响海平面分布!