科學家實測證實:地球自轉正在逐年變慢,一天的時間正在悄悄變長,遠古時期一天只有 21 小時,現在的 24 小時,未來會變成 25 小時、26 小時,甚至更久!
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更讓人揪心的是:地球自轉越來越慢,終有一天會徹底停轉!
成都理工大學的科學家團隊結合全球地質記錄和天文計算發現,過去 7 億年至 2 億年前,地球一天的時長增加了約 2.2 小時,地月距離也增加了約 2 萬公里,而且地球自轉不是平穩減慢,而是呈現 “快 — 慢” 交替的階梯式減速模式,兩次關鍵轉折剛好對應寒武紀生命大爆發和地球最大生物滅絕事件。
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早在 3.2 億 —4 億年前的泥盆紀,地球一年大約有 400 天,這意味著當時的一天只有 22 小時左右;6500 萬年前的恐龍時代,一天約為 23.5 小時;而地球剛誕生時,自轉速度快到驚人,一天僅僅只有 8 小時!
2020 年,科學家更是觀測到了有記錄以來最短的一天,7 月 19 日這天,地球自轉比標準的 24 小時短了 1.4602 毫秒,2022 年 6 月 29 日,這一紀錄被再次打破,當天比標準時長少了 1.59 毫秒。
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月球的 “潮汐剎車”,說最主要的 “減速元兇”,這是地球自轉變慢最核心、最主要的原因,早在 1754 年,德國哲學家康德就提出過這個理論,后來被科學觀測徹底證實。
簡單來說,月球對地球有很強的引力,這種引力會拉動地球表面的海水,形成我們熟悉的潮汐,漲潮、落潮,其實都是月球引力在 “拉扯” 地球,而潮汐傳播的方向是自東向西,和地球自轉的方向剛好相反,就像給正在高速旋轉的地球踩了一腳 “剎車”。
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這種 “潮汐摩擦” 不僅發生在海水中,還會引發地球內部固體物質的內摩擦,摩擦產生的熱量會散發到宇宙中,一點點消耗地球自轉的動能,導致地球自轉速度逐漸減慢。
而且根據角動量守恒定律,地球自轉變慢的同時,月球會不斷遠離地球,目前月球正以每年 3.8 厘米的速度遠離我們,再過數十億年,我們看到的月球會比現在小很多,而地球的自轉速度也會變得更慢。
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隨著全球變暖,地球兩極的冰川和冰蓋正在加速融化,格陵蘭島、南極洲的冰川融化后,大量的水會從兩極流向赤道附近并聚集,這就改變了地球的質量分布,兩極變平、中間略微鼓起,就像花樣滑冰運動員旋轉時,張開手臂會減慢旋轉速度一樣,地球的質量分布離中心越遠,自轉速度就越慢。
科學家通過 AI 技術模擬預測,目前氣候變化導致地球日長每世紀增加約 1.3 毫秒,到 21 世紀末,這個速度會翻倍,達到每世紀增加 2.6 毫秒,屆時氣候變化將成為影響地球自轉的最大因素。
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地球不是一個實心的球體,而是由地殼、地幔、地核組成的分層結構,而地球內部的 “內耗”,也在悄悄減慢地球的自轉速度,這就是科學家所說的 “核幔耦合” 效應。
地球的地核分為外核和內核,外核是液態的鐵鎳物質,內核是固態的,它們的旋轉速度和地幔不同,地核旋轉速度比地幔快,兩者之間會產生電磁耦合、黏滯耦合等相互作用,就像兩個咬合的齒輪,轉速不同就會產生摩擦力,消耗地球自轉的能量,導致整體自轉速度減慢。
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而且地球內部的地質活動,比如地震、火山噴發,也會影響自轉速度,2011 年日本 9 級大地震,就讓日本本州島向東移動了 2.4 米,還讓地球日長縮短了 1.8 微秒,不過這種影響是短期的,地震會讓少量物質沉積到地下更深處,暫時加快自轉,但從長期來看,地質活動帶來的內部摩擦,還是會讓自轉慢慢減慢。
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大家最關心的問題來了,地球自轉越來越慢,未來會徹底停轉嗎?
如果停轉,人類會面臨什么災難?
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這里先給大家一個明確的答案,徹底打消大家的恐慌:地球永遠不會徹底停轉,最多只會進入 “潮汐鎖定” 狀態,而且這個過程需要數百億年,遠超人類文明、甚至太陽的壽命,我們這一代人,甚至未來數億代人,都不需要擔心地球停轉的問題!
我們前面提到的減速因素,都是在消耗地球自轉的動能,讓它的轉速變慢,但這些因素只能讓轉速無限接近零,卻永遠無法讓它徹底停止。
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而且,當地球自轉減慢到一定程度,月球的潮汐摩擦會逐漸減弱,最終地球和月球會達到一種 “平衡狀態”,地球的自轉周期和月球的公轉周期相同,這就是 “潮汐鎖定”,就像現在的月球一樣,永遠只有一面朝向地球,不會再繼續減慢自轉速度,更不會徹底停轉。
簡單來說,潮汐鎖定后,地球的一天會變得和一年一樣長,也就是說地球繞太陽公轉一圈的時間,剛好等于地球自轉一圈的時間,屆時地球會永遠以同一面朝向太陽,另一面永遠朝向宇宙深空,就像我們永遠只能看到月球的正面一樣。
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但大家完全不用恐慌,因為地球進入潮汐鎖定狀態,需要足足數百億年的時間,而太陽的壽命只有 50 億年左右,再過 50 億年,太陽會變成一顆紅巨星,體積膨脹,吞噬水星、金星,甚至可能吞噬地球,到那時,地球還沒來得及進入潮汐鎖定,就已經被太陽吞噬了,人類根本不會經歷 “潮汐鎖定” 的時代。
地球自轉每年只慢 1.8 毫秒,100 年才慢 0.00164 秒,這個變化太細微了,我們的感官根本無法捕捉,哪怕是過 1000 年,一天也只變長了 0.0164 秒,相當于 1 秒的 1/60,我們根本察覺不到。
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短期內,唯一的影響可能就是 “閏秒” 的調整,1971 年國際計量大會規定,當協調世界時和世界時的差值超過 0.9 秒時,就要調整 1 秒,這就是 “閏秒”,由于地球自轉變慢,過去我們都是增加 1 秒(正閏秒),但隨著氣候變化加劇,未來可能會出現 “負閏秒”,也就是減去 1 秒,不過這對我們的日常生活幾乎沒有影響,只有航天、通信、精密計時等領域需要注意。
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