據(jù)英媒7月31日報道,如果你感覺這個夏天過得飛快,那你的感覺可能是對的。本月,地球經(jīng)歷了一系列有史以來最短的白晝,地球自轉(zhuǎn)速度神秘加快。
最短的白晝出現(xiàn)在7月9日和10日,每一天都比標準的24小時(即精確的86400秒)短1.3毫秒。這一令人費解的現(xiàn)象在7月22日再次上演,專家預(yù)計8月5日還會再次出現(xiàn)。
盡管科學家們對地球自轉(zhuǎn)速度的加快感到困惑,但一些人將其歸因于地球自轉(zhuǎn)的正常變化,這種變化受月球引力、大氣層及地核的影響。然而,一位天文學家提出了另一種理論。
加州大學洛杉磯分校的天文學家戴維·朱伊特教授在接受采訪時解釋說,這種宇宙趨勢可能源于角動量守恒定律,這是一條物理學定律,規(guī)定了旋轉(zhuǎn)物體在質(zhì)量轉(zhuǎn)移時的行為方式。
簡而言之,他說,當?shù)厍虻馁|(zhì)量分布發(fā)生變化時,無論是由于冰川融化、地殼板塊移動,還是大氣層變化都可能導致地球自轉(zhuǎn)速度略微加快。盡管這些微小變化僅以毫秒為單位,但它們的累積效應(yīng)足以干擾計算機和衛(wèi)星的運行,甚至可能對全球的時間計量系統(tǒng)構(gòu)成挑戰(zhàn)。
科學家們表示,地球自轉(zhuǎn)速度的加快可能帶來災(zāi)難性后果,如加劇颶風、抬高海平面并引發(fā)災(zāi)難性洪水。
隨著地球自轉(zhuǎn)速度加快,離心力會將水從兩極推向赤道。即使自轉(zhuǎn)速度僅加快每小時1.6公里,赤道附近的海平面也可能上升數(shù)英寸,足以使本就接近海平面的沿海城市遭受嚴重洪水侵襲。
在更極端的情況下,如果地球自轉(zhuǎn)速度加快每小時160公里,赤道地區(qū)可能會被從兩極涌來的海水淹沒。對于洪水幸存者而言,日常生活將變得更加艱難。地球自轉(zhuǎn)加快將使太陽日縮短至僅22小時,打亂生物鐘,就像每天將你的內(nèi)部時鐘提前兩小時且沒有時間適應(yīng)一樣。
研究表明,夏令時等時間變化會導致心臟病發(fā)作、中風和交通事故率上升,而此次變化的影響將更為嚴重。美國國家航空航天局(NASA)的天文學家斯坦·奧登瓦爾德博士解釋說,地球自轉(zhuǎn)加快還將使天氣模式變得更加極端,引發(fā)更強烈的風暴。
奧登瓦爾德博士說:“由于科里奧利效應(yīng)(導致風暴旋轉(zhuǎn)的力)的增強,颶風將旋轉(zhuǎn)得更快,攜帶的能量也更多。”科學家使用原子鐘來追蹤這些微小偏差,原子鐘通過計算真空室中原子的振蕩來精確測量時間,其結(jié)果是全球時間計量標準——協(xié)調(diào)世界時(UTC)。
天文學家還使用衛(wèi)星等多種工具來識別原子鐘與地球自轉(zhuǎn)之間的差異。加州大學圣迭戈分校的研究地球物理學家鄧肯·阿格紐表示:“這真的就像在看股市,有長期趨勢,也有高峰和低谷?!?/strong>
近年來,出現(xiàn)了多個短日現(xiàn)象。2020年7月19日,白晝比平常短了1.47毫秒;2022年6月30日,白晝縮短了1.59毫秒。去年,即2024年7月5日,地球經(jīng)歷了自1949年原子鐘發(fā)明以來有記錄以來最短的一天,比典型的一天短了1.66毫秒。
朱伊特告訴《每日郵報》,地球在封閉系統(tǒng)——外層空間——中旋轉(zhuǎn),因此其自轉(zhuǎn)相對穩(wěn)定。
但月球引力、洋流和急流,甚至地核內(nèi)部的變化都可能對其產(chǎn)生影響。
地球內(nèi)部,特別是其熔融地核,會影響地球自轉(zhuǎn),阿格紐此前表示,地核的不可預(yù)測行為已導致地球自轉(zhuǎn)加快近半個世紀。
然而,這一影響被地球兩極的冰川融化所抵消,冰川融化使質(zhì)量從兩極向中心轉(zhuǎn)移,減緩了地球自轉(zhuǎn)速度。去年,多項由美國國家航空航天局資助的研究表明,冰川融化導致水重新分布,使地球軸線發(fā)生變化,從而影響了地球自轉(zhuǎn)。
這一現(xiàn)象被比作花樣滑冰運動員的旋轉(zhuǎn):當他們雙臂伸展時旋轉(zhuǎn)速度減慢,而當雙臂舉過頭頂時則加速旋轉(zhuǎn)。朱伊特解釋說:“如果所有人都同時坐下,那就像滑冰運動員收回雙臂,會使地球自轉(zhuǎn)稍微加快一些?!?/p>
他補充說,其他地表現(xiàn)象,如樹木生長,也會影響地球自轉(zhuǎn)。當樹葉落下時,地球的質(zhì)量更靠近旋轉(zhuǎn)軸,從理論上講,這會使地球自轉(zhuǎn)加快。但與最新現(xiàn)象相反的是,從宇宙大尺度來看,地球自轉(zhuǎn)速度實際上一直在減慢,而且研究人員表示,這一趨勢將持續(xù)下去。
數(shù)百萬年前,在元古宙,地球上的一天被認為大約有19小時長,比我們現(xiàn)代的標準短了5個小時。隨著地球自轉(zhuǎn)速度逐漸減慢,僅以幾分之一秒為單位,時間計量人員在1972年引入了“閏秒”。
自那以后,協(xié)調(diào)世界時共增加了27個閏秒,但由于地球自轉(zhuǎn)加快,閏秒的增加速度近年來有所放緩。自2016年以來,就沒有再增加過閏秒。但專家警告說,如果地球自轉(zhuǎn)速度繼續(xù)加快,可能需要從協(xié)調(diào)世界時中減去一秒,即所謂的“負閏秒”。在這種情況下,這意味著我們已經(jīng)累積了足夠的毫秒數(shù),需要對時鐘進行調(diào)整以跟上地球自轉(zhuǎn)的步伐。
阿格紐說:“從未出現(xiàn)過‘負閏秒’,但現(xiàn)在到2035年之間出現(xiàn)‘負閏秒’的概率約為40%?!?/p>
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