地球自转为什么“不赶趟儿”了( 二 )


地球自转变慢虽然证据确凿,但原因却很复杂 。除了地壳运动,被广泛提及的一点是天体之间的摩擦 。地球是宇宙中的一颗星球,自转速度受到太阳系中各行星运转及其相互引力的影响 , 专家表示,太阳和月亮的潮汐力作用引起了摩擦,产生的热量被耗散掉,消耗了地球自转的动能,使得其转动变慢 。
另外,在20世纪20年代,天文学家发现了地球自转周期性变化的一些规律,由于地球上的季节性气流和洋流的运动,造成了地球自转在春季慢一些、在秋季快一些 。此外,地表河流、水汽侵蚀,甚至人类活动都会对地球自转产生影响 。
偶然因素:加快
地震使自转时间出现微秒级变化
2011年3月11日,日本本州岛附近海域发生8.9级地震(后修正为9.0级) , 这次日本地震是1900年以来第5大强震 。在果壳网的一篇关于这次地震的文章中指出,根据美国宇航局(NASA)地球物理学家葛罗斯(Richard Gross)的计算,它导致地球每天的自转时间减少了1.6微秒 。有心的读者应该还记得,类似的情况在2010年智利地震之后也出现了,当时的计算结果是地球自转时间减少1.26微秒 。而2004年发生在苏门答腊的地震,则使得地球自转快了6.8微秒 。
一般我们想象中的地球是一个光滑精致的球体——珠穆朗玛峰的海拔高度(8848米)只相当于地球半径(6400千米)的千分之一,我们手中的乒乓球都比地球表面粗糙得多 。不过 , 地球并不是一个完全不变形、强度无限大的刚体玩具 。众所周知的“板块构造学说”就认为整个地壳是个支离破碎的结构,并且各部分还在不停地相互挤压冲撞 。我们所见到的高原山峰、巨大海沟就是板块运动的杰作 。地震也是这种运动的形式和后果之一 。
地震为什么会使地球自转加快?文章中这样解释,对于旋转的地球来说,其自转速度的快慢跟它的转动惯量有关 。简单的来说 , 转动惯量就是质量乘以半径的平方 。地壳运动(包括地震)会影响地球内部的物质分布 。一般来说,正如水向低处流,物质倾向于向地心方向运动,这样地球的转动惯量就会减小,从而使地球的转动速度加快 。
闰秒调整
一秒的代价
正像我们前面所说 , 因地球自转速度在不断减慢,依地球自转而订的世界时与原子时有时无法保持一致 。为此 , 人们发明了调整方法 , 令时间保持准确 。
全世界有那么多定位卫星,还有数不胜数的基于时间提供服务的机构 , 要让世界各国在同一个瞬间增加一个闰秒,绝非易事 。稍有疏忽 , 电脑、手机、空中交通管制和金融交易市场就会因时间误差而导致混乱 。而且,基于闰秒出现的无规律性和不可预知性,要在设备上预留“置闰”设置也非常麻烦 。总而言之,为了多一个“嘀嗒”,全世界要多付出许多人力财力成本 。更难的是,随着全球化的深入,一旦有一两个国家拒绝采用闰秒、或者没有精确完成置闰,许多高精度系统就无法在全世界范围内实现衔接 。
不“闰”行不行,今年或见分晓?
既然闰秒的代价不?。?那么取消闰秒,摈弃由地球和太阳构成的“天然大钟”,在军事、商业、科学测绘等各个领域彻底采用原子时行不不行?
中国科学院上海天文台原台长、上海市天文学会名誉理事长赵君亮曾在接受采访使表示,如果取消闰秒,完全按照原子时生活,将“割裂人类生活的时间与大自然之间的内在联系 。”有人这样描述原子时:“作为科技进步的产物,全面采用原子时,意味着人们可以完全摆脱地球自转与日月更替,孤独地奔跑在向前的路上 。”