偉振天

今天，為了降低體重秤上的數(shù)字，許多人瘋狂地節(jié)食、運動、吃減肥藥，過程艱難，收效也甚微，也許更簡單的方法是跑到加拿大哈德遜灣地區(qū)，你會發(fā)現(xiàn)自己的體重竟然立刻下降了。

這個地方引力小

哈德遜灣位于加拿大東北部，是僅次于孟加拉灣的世界第二大開闊形海灣，水域面積達到123萬平方千米。20世紀60年代，科學家們準備繪制首張地球引力圖時，意外地發(fā)現(xiàn)哈德遜灣以及周邊地區(qū)的引力比預估值要低很多，是世界上引力最小的幾個區(qū)域之一。在哈德遜灣附近居住的居民，會比在加拿大其他地區(qū)居住時，體重輕約2.8克，從相同的高度跳下，這里的下降速度永遠會更慢一點。

由于距離地心較遠，在赤道上，引力是最小的，而隨著維度的增加，引力會逐漸增加，到了南北極，引力又達到了最大值。但為什么位于高緯度的哈德遜灣，引力反而變小呢？

引力哪兒去了？

實際上，地球引力的大小除了受到物體與地心距離遠近的影響，最主要的決定因素是地球的質量。

我們知道，引力是兩個原子之間相互吸引產生的作用力。假如你將兩個高爾夫球放在桌子上，這兩個高爾夫球的原子之間會產生一種非常微弱的吸引力。如果你將兩個質量更大的物體，比如兩個鉛球放在一起，它們之間產生的吸引力會更大一點。而只有那些由大量的原子構成的物體，比如像地球這樣的大質量星球，這時其產生的引力才會是非常巨大的。

所以，物體的質量直接決定著物體的引力。地球是個赤道略凸、兩極略扁的橢圓，各處質量并不是均勻分布的，引力也往往并不相同?？茖W家們推測，哈德遜灣區(qū)域引力更小，可能是因為這片區(qū)域的地少了一些。

然而，為什么哈德遜灣區(qū)域的地會少了一些呢？

冰蓋把地塊擠走了

現(xiàn)在科學家們普遍用冰蓋理論來解釋這一現(xiàn)象。

今天的加拿大和美國北部大部分地區(qū)，曾被巨大的勞倫冰蓋覆蓋。勞倫冰蓋為第四紀大冰蓋，冰蓋面積達1380萬平方千米，覆蓋的區(qū)域最南端能到達北緯36°。其厚達3.2千米，最厚處在哈德遜灣一帶，厚達3.7千米。它也很重，沉甸甸地壓在地殼上。但隨后，由于氣候變暖，大約在1萬年前，勞倫冰蓋融化了?？茖W家們認為正是這塊冰蓋的融化，導致哈德遜灣地區(qū)引力變小了。

然而，為什么冰川融化，會導致引力變小呢？

為了方便理解，我們不妨打個比喻。想象一下，你的面前有一塊蛋糕，當你將手指輕輕放置于上面，會發(fā)生什么？你手指壓的地方會發(fā)生凹陷，凹陷處的“蛋糕”會向兩邊挪動。當你把手指移開，蛋糕又會反彈回正常狀態(tài)。

你的手指就像冰川，那塊蛋糕就像地表。當厚重的冰川壓著地表時，地面會發(fā)生凹陷，凹陷處的“土地”會向兩邊擠。但與蛋糕不同的是，地表凹陷處被擠走的“土地”并沒有重新反彈回來，因為它的反彈速度非常緩慢，每年不到2.54厘米。所以，當勞倫冰蓋壓融化后，由于其土地已被擠壓到兩邊，哈德遜彎周邊區(qū)域質量會變小，而質量小也就意味著引力小。

其他的原因

為了證明勞倫蒂斯冰蓋確實能對地球引力產生影響，美國哈佛-史密松天體物理中心的科學家們進行了一項龐大的研究。他們使用了GRACE衛(wèi)星收集到的2002年4月～2006年4月期間的數(shù)據(jù)，進行了一番復雜的計算。GRACE衛(wèi)星由兩顆衛(wèi)星構成，兩顆衛(wèi)星相距220千米，在距離地面500千米的軌道上運行。

當?shù)谝活w衛(wèi)星飛過哈德遜灣地區(qū)時，引力的減少會使這顆衛(wèi)星稍微偏離地球和它身后的姊妹衛(wèi)星。由于GRACE衛(wèi)星的位置能以微米級的精確度測量，所以能探測到這種距離的微小變化，隨后據(jù)此計算出引力的變化。

通過這些數(shù)據(jù)，科學家們繪制出了上一次冰河世紀時期哈德遜灣的地形圖，當時它仍被勞倫冰蓋覆蓋著。這張地形圖顯示哈德遜灣地區(qū)在1萬年前，其東部和西部兩個區(qū)域冰層更厚，凸起的程度更高。而計算結果也表明，今天這兩片區(qū)域的引力也確實比哈德遜灣其他地區(qū)更小。這就說明研究者的推測是正確的。

不過，這次的研究也表明，冰蓋理論只能解釋哈德遜灣地區(qū)25%～45%的引力異常，另外的影響因素是該地區(qū)的地質活動。

我們知道，固體地球由地殼、地幔、地核構成。在地表以下100～200千米處，為地幔的軟流層。這一層溫度非常高，固態(tài)物質部分熔化，具有類似流體的性質。滾燙的巖漿做著緩慢的上升或者下降運動，形成一個環(huán)形的對流體。

當對流體上升時，會造成陸地板塊的隆起，形成山脊，而下降時，會將覆蓋在其上的大陸板塊拖曳下來，減少該區(qū)域的質量?？茖W家們認為，哈德遜灣地區(qū)正處于軟流層下降地段，這就是該地區(qū)引力異常的另外一個重要原因。

至此，困惑科學家40多年的哈德遜灣引力丟失之謎終于破解了?？茖W家們預計哈德遜灣地區(qū)的地表要反彈回最初的位置，還需要花費5000年的時間，屆時哈德遜灣地區(qū)丟失的引力會重新被“找回來”一部分。endprint