根据最新科学研究,地球自转正在加速,其中7月9日、7月22日及8月5日这三天将比正常日子短1.3至1.51毫秒。这个现象主要源于月球位置变化、气候变化及冰川融化等多重因素的影响。虽然这些变化在日常生活中难以发现,但对精密的时间计算系统和卫星导航技术可能产生重大影响,科学家正密切监测这一现象的发展趋势。

地球的一天约为86,400秒或24小时,但这个时间并非固定不变。地球自转速度受多项因素影响,包括太阳和月球的位置、地球磁场变化,以及地球质量分布的改变。在即将到来的特定日子里,月球将处于距离地球赤道最远的位置,这会改变其重力对地球自转轴的影响。

科学家以旋转陀螺作比喻:如果你用手指夹住陀螺中间部分旋转,它的转速会比从顶部和底部夹住时慢。当月球更接近地球两极时,地球的自转速度会加快,令当天比平常短暂。此外,极地冰川融化也是重要因素,当冰川融化时,质量重新分布,就像花式滑冰选手收紧手臂时旋转会加快一样。

气候变化是地球自转加速的另一个重要因素。全球暖化导致的冰层减少,改变了地球的惯性矩,进而影响自转速度。地球内部的熔岩流动、大气层变化,以及海洋环流的改变都会影响自转速度。科学家利用原子钟和卫星技术,能够测量出微秒级别的变化。

NASA研究人员计算发现,与气候变化相关的冰川和地下水移动,在2000年至2018年间令每天长度增加了每世纪1.33毫秒。不过,短期内气候变化导致的冰川融化和质量重新分布,反而令地球自转加速。

从地球形成初期开始,自转速度一直在减慢,令日子逐渐变长。研究人员发现,大约10亿至20亿年前,地球上的一天只有19小时。这主要因为当时月球距离地球较近,重力牵引更强,令地球自转更快。

随着月球逐渐远离地球,日子平均变得更长。但近年来,科学家观察到地球自转出现显著变化。在2000年代初期,地球自转曾经减慢,但近年来明显加速。2020年,研究发现地球自转速度创下自1970年代有记录以来的最快记录。2024年7月5日更达到史上最短的一天,比24小时短了1.66毫秒。

地球自转加速对现代科技系统带来前所未有的挑战。全球定位系统 (GPS)、计算机网络和金融交易系统都依赖极其精确的时间同步。在地球自转速度改变时,协调世界时 (UTC) 可能需要调整,这就是所谓的“负闰秒”概念。

卫星导航、股票交易和电信网络都可能受到影响。过去,科学家偶尔会加入“正闰秒”来同步时间,但如果地球持续加速,可能首次需要实施“负闰秒”,即从时钟中减去一秒。只有当日长差异超过0.9秒或900毫秒时,才会对时区产生影响。虽然单日内从未出现如此大的差异,但累积多年后,时钟会与地球位置不同步。

就连季节变化也会影响地球自转速度。利物浦大学地球物理学家Richard Holme解释,北半球陆地面积较南半球多,夏季时树木长出叶子,质量从地面转移到离地表更高的位置,远离地球自转轴。在地球质量在夏季远离核心时,自转速度必须减慢,令日子变长。

单一灾难事件同样会影响地球自转:2011年日本大地震令一天缩短了1.8微秒。这些例子显示地球自转受到多种因素的复杂互动作用影响。

科学家预测地球自转加速可能会持续,但幅度和持续时间仍有不确定性。长期而言,月球的潮汐作用会逐渐减慢地球自转,但短期内气候变化的影响可能更为显著。研究人员正利用先进的监测设备,包括超精密原子钟和太空测地技术来关注这些变化。

国际地球自转和参考系统服务 (IERS) 负责监测这些变化,并在需要时向协调世界时 (UTC) 加入“闰秒”以保持同步。这种精密的时间调整对卫星导航、计算机网络和全球通信系统的正常运行至关重要。未来数月的观测结果将为科学家提供更多数据,以了解地球自转变化的长期趋势。

来源: Live Science