发布日期：2024-05-22 13:52    点击次数：180

熔解的冰盖正在减缓地球的自转速率，情景变化可能会转变东说念主类的计时方式。宇宙有名科学杂志《当然》（《Nature》）日前发表的一项研究预计，冰盖的熔解正在减缓地球的自转速率，以至于下一个闰秒将被推迟3年。

地球自转速率为什么会受到情景变化等要素影响？它的减缓会给东说念主类酿成什么影响？今天咱们请中国科普作者协会会员雷淼来聊聊这些话题。

 

地球自转速率一直情不自禁

若是问地球上的一天有多长，折服好多东说念主都会不假念念索地回复：24小时！事实上，这个谜底也曾对过，但目下不太对了；或者说在天文体上对，但在物理学上不合。究其原因，是因为地球自转并不踏实。

太阳系系数的行星都在自转，这是从原行星盘缩短时接管来的旋转角动量。除了金星和天王星这两个特例以外，系数行星的自转认识都和公转认识基本一致。

在许久往时，地球自转的速率要比目下快不少。科学家找出的一个有劲根据等于单体珊瑚，这种小动物分泌石灰质的智商和太阳光的强弱关系，是以每个日夜都会在外壁上形成一说念环纹，再加上冬夏两季的阳光有明显的强弱互异，珊瑚的粗细会随季节升沉形成一个个体节。科学家郑重数了距今3.7亿年驾驭的单体珊瑚每节的环纹数量，发现是390多条，评释当时的地球每年有390多天，对应的自转周期为22.5小时。

在地球还不存在珊瑚这种多细胞生物的时候，沙土千里积而成的岩石也在缄默纪录着日夜时长。这种千里积岩也叫韵律岩，它会进展出季节互异和潮汐酿成的日夜变化。通过考研14亿年前的韵律岩，科学家发现当时的一天只消18.7小时。

放眼太阳系，几颗巨行星的自转都格外踏实，而地球或更小一些天体的自转，都或多或少被不雅测到情不自禁的变化波动，有的体目下转速上，有的体目下倾角上。

冰盖熔解为何导致自转减缓

2021年北极冰盖最小规模涌现图

地球自转速率不踏实有外界原因，也有内在原因。外界原因比较直不雅，等于被别的天体“打扰”了。

地球身边有个月球，它通过潮汐作用施加外界影响，使地球名义的海水以致岩石杰出，并拖曳这个杰出，这是地球自转出现减缓的主要原因。但比起地球来，月球竟然太小了，它和地球“掰”了几十亿年手腕，最终我方先败下阵来，自转周期变得跟公转周期雷同慢，恒久只把一濒临着地球，于是形成了“潮汐锁定”。其竟然太阳系里，绝大大都卫星都被我方的主星潮汐锁定了，更有甚者，冥王星和冥卫一因为个头永逝不大而彼此锁定，你瞧着我，我瞧着你，跳着永不啻歇的圆舞曲。

影响地球自转速率的内在原因触及地球自身的质料分派，比如大气当作。地球大气层不仅有风场的季节变化，还有蒸腾-降水的水轮回，这些微细的质料更始，可为地球的日长波动孝顺0.34毫秒的振幅。这种振幅能作念什么呢？关于地球而言，它给自转带来的变化可能难以察觉。但较大的振幅就不雷同了，一个极点的例子等于金星。这个星球上有浓密的大气逆着金星的自转认识吹拂，最高可达金星自转速率的60倍。这个力量拒绝小觑，在麦哲伦号和金星快车号相隔16年的打听期间，金星的自转周期（约243个地球日）慢了6.5分钟。

这次，《当然》发表的研究中提到冰盖熔解正在减缓地球自转速率，其实亦然地球自身质料分派带来的一种影响。地球冰盖的荟萃和隐匿会酿成质料再分派，从而驾驭地球的转速，但只怕会加速，只怕会减缓，视具体情况而定。当冰期完了时，渊博的冰负荷缓缓散去，会使其下的地壳隆升或回弹。这一历程在极地进展得更为明显，极地杰出不错使地球变得更圆，质料向轴心缩短，从而加速自转；若是冰盖链接熔解，更多海水会被地球自转“甩”到赤说念隔邻，使质料离开轴心，就像跳水指导员接近水面时翻开体魄雷同，地球自转速率又将放缓。

固然科学家还莫得充足搞明晰以上要素在阻挠地球自转上分别作念了多大“孝顺”，但总体恶果是可见的：根据已有的不雅测，每过一个世纪，一天的时长就会多出1.4-1.7毫秒。

地轴会束缚偏移直到“弄丢”四季吗

地球轴向歪斜怎样决定季节的涌现图

除了自转速率不踏实以外，地球的地轴自己也不太踏实，主要呈现两种变化：一是地轴的倾角会在22.1°-24.5°之间缓缓俯仰，周期简约为41000年，当倾角增大时，季节互异会更显耀，反之则仁爱一些；二是地轴会像陀螺雷同进动，轴线所指认识画出一个大圆圈来，这种轴向进动的周期在26000年驾驭，它梗概决定地球运行到近日点时，太阳直射哪个半球。

这两种变化商酌在系数时，所带来的情景恶果于今可见。一到秋天，欧洲的燕子就纷纷开赴，一齐向南，飞越地中海、穿过撒哈拉，到中非、南非的关心地带去。撒哈拉沙漠南北长约1800公里，干燥炎夏，没吃没喝，关于燕子来说是严峻的锻练。即使它们以时速40公里束缚地飞，也要两天两夜才气见到南边的草原。因此，每年春秋两季，一来一趟，都会有许多燕子葬身沙漠之中。

令东说念主赞赏的是，从撒哈拉地分袂布的东说念主类岩画本色来看，一万年前，这里照旧水草丰好意思的地方，野水牛、长颈鹿、河马、鳄鱼盘桓其间。为什么撒哈拉的变化这样大？一万年前，地球运行到近日点时，太阳直射北半球，地轴倾角比目下大1°驾驭，北非大陆不错正对着太阳。这样一来，北非大陆的夏日热空气迅猛高潮，把大泰西的水汽抽调过来，形成坚决的季风，带来了丰沛的降水。而目下，地球在北半球夏日时却在远日点，地轴倾角也在逐年减小，是以撒哈拉的夏天冷了下来，大泰西的水汽再也抽调不外来了。

不外，群众毋庸系念肠轴倾角会一直减小直到把四季“弄丢”的问题，再过9200多年，地轴倾角又将踏上返程。这少许要感谢月球，它固然会拖慢地球自转，却梗概稳住地轴倾角，让地球的季节变化既分明又不走向极点。反不雅邻居火星，它蓝本个头就小，容易受到木星和土星的打扰，身边又只消两颗极小的卫星，根底扶不住它，是以倾角在13°-40°之间往复舞动。

自转不踏实对东说念主类度量衡的影响

关于公众来说，地球自转不踏实似乎离得很远，但有一类新闻会公开指示这少许，那等于“闰秒”——地球给东说念主类度量衡系统制造的小费劲。

不同时髦诞生的度量衡系统各有性情，东说念主类为了保握调换开通，制定了通用的当然界圭臬。糟糕的是，由于地球转速陆续变化，咱们不得不珍贵两套时候系统：一是使用天文不雅测地球自转界说的时候系统，称之为“宇宙时”，二是使用铯原子跃迁界说的时候系统，称之为“原子时”。比拟宇宙时而言，原子时相等踏实，合乎度量衡系统恒久不变的条目，通用性也极佳，但它与天体运行绝对脱钩，反而有了时弊。咱们无法从原子时推算太阳的场地，无法判断地球转到了哪个位置，无法分解新年钟声是否该敲响了。宇宙时赶巧相背，它的秒长固然不踏实何况缓缓拉长，却每每刻刻反馈着太阳和地球各自的场地，不仅与东说念主们的正常生活密切关系，也在地面测量、航天器测控等规模具有进攻真理。

是以，东说念主们又引入了第三个时候系统，让它既能用到原子时踏实的秒长，又能和宇宙时在进攻天文时刻上对皆，这个时候系统等于合作宇宙时（UTC）。咱们不错把原子时和宇宙时看作两个长跑指导员，“小原”期间好，步幅均匀，从来不看敌手；“小世”实力稍逊，时快时慢；而UTC能按照“小原”的步幅跑，又比较顾问“小世”，每当看到他逾期时，就原地多踏一步，等着他追上来。

UTC多踏的这一步，等于闰秒。海外地球自转劳动密切监视UTC和宇宙时的互异，一朝将近阻难0.6秒，就见告群众霸术闰秒，以免二者收支超过0.9秒。置闰时常在6月30日或12月31日的终末一秒进行，届时会出现23:59:60这样的奇特时候。

不管怎样，闰秒的引入，使原子时和宇宙时这两种时候系统彼此裁长补短，以UTC的风光兼顾了时候的踏实性和实用性。但是，这种每每时需要“等一等”的机制也给一些诈欺规模酿成了问题。

许多蓄意机系统各用各的方式来处理闰秒，有的在风光上与UTC保握一致，生成23:59:60；有的在59秒时故步自封一秒，既不生成60也不跳到00；有的干脆回退一秒；有的什么也不作念，只等畴昔某个时刻通过时候劳动器再行对表。那么，当各式蓄意机系统构成集聚时，闰秒就可能使它们之间的信息支吾出现参差：传递的数据包可能会被当成重发的数据，或者时候戳无法识别，被当成无效数据径直丢掉。尤其是时不我待的金融市集更容易受到闰秒问题的影响，2015年6月30日插入闰秒时，洲际来去所集团（7家算帐所和11家证券来去所的母公司）径直住手运营了61分钟。

闰秒让东说念主又爱又恨，对它畴昔的去留和收尾方式，群众建议了各式各种的构想。经过20多年的盘考，2022年在巴黎召开的第27届海外计量大会上，科学家和政府代表投票决定：从2035年启动，暂停在UTC上扩充闰秒，并提议在至少一个世纪内不再扩充闰秒。计量学家建议，要以更低的频率置更大的闰，并决定不才次2026年的会议上照料时候互异容忍度的细节问题。

关联词，最近几年的地球自退换化让科学家的激情坐了一次过山车。它先是因地球深处的核幔耦合而加速，带来“莫非还没盘考细节，就要破天荒倒扣一秒（负闰秒）”的恐忧，又因为极地冰盖熔解延缓地球自转，把负闰秒向后推了3年。但是群众并未因此长舒连气儿，为什么呢？

颠扑不破的是，比拟闰秒带来的小费劲，极地冰盖的熔解才是真实的大费劲以致灾祸。总之，在陆续变化的地球眼前，东说念主类唯有“但尽东说念主事，各凭天命”，在变化中寻找或创造糊口机遇。咱们更应该警觉的是，东说念主类当作促成冰盖熔解这件事自己，是否意味着全球变暖还是到了失控旯旮？它会对海平面与洋流酿成哪些后续影响，以及带来哪些情景变化？而诸多变化能否自我创新、阻难冰盖链接熔解呢？这些问题的谜底，恰是海洋、情景、环境等规模的科学家们用功肄业的研究课题。

供图：视觉中国

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