文涂建
知識薈萃
地球的一天正在變長
文涂建
我們總感覺日子過得一年比一年快,然而天文學家卻稱,地球上每天的時間在變長。
一組科研人員發現,由于地球自轉的速度逐漸放緩, 地球上一天的時間以每100年增加1.8毫秒的速度在延長。
雖然這樣的數字聽起來微乎其微, 需要330萬年才延長1分鐘, 再需要200萬個世紀才可能延長1小時。但是對于科學家來說,弄清楚地球自轉速度放緩的原因至關重要,這樣他們才有可能對地球的未來發展做出最準確的評估。
實際上,研究顯示,地球的未來比我們想象的更難以預測。 早期的預測結果認為,每個世紀,一天的時間都會延長2.3毫秒。 然而事實證明,地球自轉的速度要比預期慢很多。
為了弄清這一問題,英國的天文學家們翻閱了從公元前720年到公元2015年間的文獻, 對近3000年的天文記錄進行了研究。
最早的文獻以楔形文字記錄于古巴比倫的泥板書上。此外,天文學家們還查閱了古希臘人和古中國人的記錄,包括中世紀的歐洲和中東地區的記載。
這些橫貫千年的史料記載了當時的人們看到日食和月食的時間及地點。
為了找到在過去的2735年間,地球自轉逐漸變慢的原因,研究人員將這些歷史記錄與一個計算機模型進行比較。這個模型可在地球自轉速度不變的基礎上,預測出日食和月食發生的地點和時間。
杜倫大學和英國航海天文歷編制局的研究員萊斯利·莫里森(Leslie Morrison)告訴英國《衛報》的記者伊恩·桑普爾(Ian Sample):“雖然此次對比研究還有不成熟之處,但是我們在計算機估算結果和實際的史料記載中發現,它們各自的偏差仍然呈現出一致性。也就是說,地球在不同的階段,自轉速度也各不相同。 ”
那么,是什么原因導致了地球自轉變慢呢?主要是由潮汐 加 速 (tidal braking)引 起 的,簡單來 說 就 是 地 球和月球之間潮汐力的效應。
莫里森說:“地球的潮汐加速造成地球自轉減速。 ”順便說一句,由于地球自轉變慢,月球以平均每年4厘米的速度逐漸遠離地球。
但潮汐加速并不是唯一原因。氣候變暖導致的海平面上升和地球的核幔電磁耦合作用都會造成地球自轉變慢,這也是地球自轉速度不好預測的原因。
舉個例子來說,冰川期兩極冰蓋增多,導致地球形狀更扁,地球自轉速度也隨之變慢,這就相當于花樣滑冰運動員張開雙臂時在冰上的旋轉速度減慢。
科學家們通過研究發現,實際上地球自轉減緩的速度是每世紀1.8毫秒, 并不是之前預測的每世紀2.3毫秒。
也就是說,我們每天的時間雖然有所延長,但延長的速度并不像之前預測的那樣快。并且,由于氣候不斷變化,地球自轉的速度也會一直變化。
“這是一個緩慢的過程,人們的預測也只能是個約數,因為地球物理現象導致的地球自轉速率變化不會持續這么長的時間……冰川期的出現就會改變原有的預期值?!?/p>
盡管存在諸多不確定因素,科學家們很難準確預測出地球自轉的變化速度,但目前這一發現依然令人印象深刻。
英國利茲大學的地球物理學家 喬恩·蒙德(Jon Mound)表示:“由于地質作用發生和持續的時間漫長,以人類的時間跨度對其演化過程進行直接觀察,顯得相當困難。因為沒有地質記錄直接顯示地球自轉的速度是多少,所以面對類似現象,這個問題也就凸顯出來……但這項研究對古今中外大量的歷史記錄進行了集中調查,最終只為得出一個精確的數值,從許多方面來說,這都是一個令人欣喜的結果。 ”