天天,太阳城市完当作一次东升西落。固然太阳看起来在天上迟缓活动,每小时大要走15°,但这其实是地球自己在绕着地轴自转造当作的,太阳相对于地球而言连结不动。斗转星移,天上星辰的动弹也是同样的事理。
天天持续的时候是24小时,即86400秒,这是按照地球的自转周期来界说的。然而,科学家发现地球从2020年起头俄然加快自转,导致一天的时候已经不到24个小时。至于背后的原因,其实与人类有关。那么,重达60万亿亿吨的地球,它的自转速度是如何被细微的人类加速的呢?
我们日常平凡所说的一天24小时指的是太阳日,也就是太阳接连两次呈现在中天(太阳高度角最大时)的时候距离。另一方面,地球绕自转轴动弹360°的时候其实只有23小时56分4.1秒,这个时候被称为恒星日,可以看作遥远恒星持续两次达到中天的时候距离。
之所以两个时候有大约4分钟的差别,是因为地球在自转的同时,还在轨道上绕着太阳公转。本地球绕轴了转了360°之后,地球也在近乎圆形的轨道上进步了必然距离,所以地球还要再自转59',才能让太阳再次呈现在中天。
为了便于人们糊口,太阳日被报酬界说为24小时。但问题是地球的自转速度不是匀速的,而是会受到各类身分的影响,好比小行星撞击、季风、月球的潮汐力。可以说,地球天天自转一圈的时候都是纷歧样的,总体而言自转速度变得越来越慢。
地球俄然加快自转
然而,地球俄然从2020年起头加快自转,昔时的7月19日当作为曩昔数十年来人类已知时候最短的一天,比日常平凡少了大约1.46毫秒,这意味着一天的时候不到24小时。
当然,地球自转周期缩短的时候很少,我们不成能经由过程通俗的钟表来测定出来。直到在上个宿世纪中叶,物理学家基于不变的原子共振频率,发现了原子钟,切确计量时候当作为了可能。
今朝,科学家已经制造出了极为切确的铯原子钟,每1.8亿年的误差仅为1秒。而不久前方才获得2022年根本物理学冲破奖的光晶格钟,它的精度有了大幅晋升,每150亿年才会有1秒的误差,要知道宇宙降生至今也才过了138亿年。
基于原子钟的切确测量成果,地球确实越转越快,一天的时候变短了。曩昔半个多宿世纪以来,地球最短的28天都呈现在2020年,这使适当年当作为有记实以来最短的一年。
固然地球一天的时候只是缩短了毫秒级别,我们底子无法直不雅感触感染到,但这确实会影响到人类。因为良多高精尖设备和仪器,好比通信卫星、计较机收集,都要基于切确的时候戳。
为了消弭地球自转周期和原子钟时候之间的差别,当两者相差0.9秒时,就会报酬地给全宿世界的时钟同时拨快或者拨慢1秒,这就是闰秒调整。曩昔,因为地球自转速度每年都是在变慢,一天的时候都在变长,所以要进行加闰秒调整。
自1972年进行第一次进行闰秒调整以来,今朝已经调整了27次,每次都是加1秒。比来的一次加闰秒是在2016年12月31日,昔时的最后一秒是23时59分60秒。日常平凡是不成能呈现60秒的,都是从59秒直接调到下一分钟的00秒。
但此刻,地球的自转速度俄然加速,反而让一天甚至一年的时候变短了。科学家估计,地球在2021年还会转得更快,一天的时候变得更短,很有可能会当作为有记实以来最短的一年。
据估量,2021年平均天天的时候将会缩短0.2毫秒,一年将会累计缩短73毫秒。比拟之下,曩昔地球自转速度变慢时,天天可以或许耽误跨越1毫秒,一年累计耽误可达数百毫秒,例如,在1994年,平均天天耽误2.19毫秒,昔时累计耽误了800毫秒。若是地球自转速度继续变得更快,将来还要考虑负闰秒调整。
地球俄然加快自转的原因是什么?
这背后的原因其实很复杂,但有一点跟人类活动有关,人类对此要负责。因为人类大举排放二氧化碳,加剧了温室效应,激发全球变暖,近年来几乎每年都在不竭刷新最高的大气二氧化碳浓度和温度记载。
跟着全球气温不竭升高,地球南北极的冰川融化越来越严重,每年估量有多达1.2万亿吨的冰消逝失落。这些冰融化当作水之后,最终将会流入海洋中,导致全球海平面每年上升3.6毫米。
因为冰川融化当作水,让地球上的质量进行从头分布,质量更接近地球中间,从而导致地球加快自转。以溜冰活动员为例,当他在原地扭转时,若是把张开的手臂收起来,他的自转速度就会加速。反之,若是他把抱紧的手臂张开,自转速度就会变慢,这就是角动量守恒定律。
早在2007年,马克斯·普朗克景象形象研究所的科学家就已经预言了这种现象。全球气温升高的趋向还没有获得逆转,冰川的加快融化会让地球自身“抱得越来越紧”,从而让地球越转越快。
地球将来会转得多快?
尽管如斯,人类活动对于地球自转速度的影响只是临时的。从持久角度来看,地球自改变慢的总体趋向不会转变,真正起到本家儿宰感化的是月球引力对地球发生了潮汐感化。
地球在45亿年前刚形当作时,一天的时候大约只有5小时,而月球距离地球还不到2.5万公里。在月球引力的感化下,地球朝标的目的和背离月球的两侧发生了潮汐隆起。本地球自转时,与潮汐隆起部门就会有摩擦感化,从而导致地球自转速度逐渐降低。因为角动量守恒,地球的自转角动量削减,月球的公转角动量就会增添,所以月球的距离会变远。
到了35亿年前,地球的一天已经耽误到了12小时。6.2亿年前,地球上刚呈现动物时,地球的一天酿成了21小时。到了1亿年前的恐龙时代,一天耽误到了23小时。现在,一天已经酿成了24小时。
将来,地球自转速度还会进一步放慢,一向慢到一天半斤八两于此刻的47天。到了那时,月球的自转和公转周期也都耽误到这个时候,地球和月球就像冥王星和卡戎那样,彼此之间互相潮汐锁定,它们永远都以不异一面临着彼此。只不外,那一天的到来还要再过好久好久的时候,估量是在百亿年之后。










