在日常生活中,“天”是我們經(jīng)常使用的一種時(shí)間單位,它對(duì)應(yīng)的是以太陽(yáng)為參考點(diǎn)所度量的地球自轉(zhuǎn)周期,其標(biāo)準(zhǔn)時(shí)長(zhǎng)為86400秒。 通常情況下,時(shí)間精確到秒已經(jīng)足夠了,但對(duì)于需要精準(zhǔn)計(jì)時(shí)的現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)來(lái)說(shuō),哪怕是千分之一秒(也就是1毫秒)的差異都很重要。 實(shí)際上,直到上世紀(jì)原子鐘投入使用之后,人類才真正有能力以極高的精度來(lái)測(cè)量時(shí)間,其中當(dāng)然包括了地球的自轉(zhuǎn)周期。 引人注目的是,多年來(lái)的測(cè)量數(shù)據(jù)清楚地表明了一個(gè)現(xiàn)象,那就是:地球的自轉(zhuǎn)速度并不是恒定的,真實(shí)情況是,它每一天都有極為細(xì)微的波動(dòng)。 測(cè)量數(shù)據(jù)表明,在2020年之前,有記錄以來(lái)最短的一天,比標(biāo)準(zhǔn)的86400秒快了大約1.05毫秒,這個(gè)紀(jì)錄保持了很多年,然而從2020年開(kāi)始,情況卻發(fā)生了變化。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn),從2020年到2024年,每一年里最短的一天,均已突破了此前的紀(jì)錄(如上圖所示),而2025年雖然還沒(méi)有過(guò)完,但在7月10日的那一天,就已經(jīng)比標(biāo)準(zhǔn)的86400秒快了大約1.36毫秒(截至目前,這一天是2025年最短的一天)。 而這也就意味著,地球自轉(zhuǎn)速度已經(jīng)連續(xù)6年出現(xiàn)了異常偏高,對(duì)此科學(xué)家表示,這很不對(duì)勁。為什么這樣說(shuō)呢? 因?yàn)閺暮暧^的時(shí)間尺度來(lái)看,月球的引力其實(shí)一直在為地球的自轉(zhuǎn)“踩剎車”,數(shù)十億年來(lái),月球的引力拖拽著地球的海洋,產(chǎn)生了潮汐摩擦,這使得地球的自轉(zhuǎn)速度一直在持續(xù)變慢,我們的一天也因此變得越來(lái)越長(zhǎng)。 另一方面,氣候變化也扮演著一個(gè)重要的角色,目前的全球變暖導(dǎo)致極地冰蓋融化,大量的融水從極地流入海洋,這相當(dāng)于把一部分質(zhì)量從地球的兩極移動(dòng)到了赤道附近,而由于角動(dòng)量守恒,這種情況也會(huì)讓地球的自轉(zhuǎn)速度逐漸變慢。 (我們可以把地球想象成一個(gè)正在原地旋轉(zhuǎn)的花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員把手臂收攏到身體旁邊時(shí),其旋轉(zhuǎn)速度會(huì)加快,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員伸開(kāi)手臂時(shí),速度就會(huì)減慢,這其中的原理就是角動(dòng)量守恒) 所以從整體上來(lái)講,地球的自轉(zhuǎn)速度應(yīng)該越來(lái)越慢才對(duì),然而實(shí)際情況卻是,地球的自轉(zhuǎn)速度已經(jīng)連續(xù)6年異常偏高,這就顯得很不對(duì)勁了。那么,這種現(xiàn)象到底是什么原因造成的呢?科學(xué)家懷疑,最主要的“幕后推手”可能地球的地核。 具體來(lái)講,地球的地核由固態(tài)的內(nèi)核和液態(tài)的外核構(gòu)成,外核中的液態(tài)物質(zhì)不斷地在流動(dòng)和翻滾,這會(huì)造成地核的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)并不總是和其外層的地幔完全同步,在這種情況下,地核和地幔之間就會(huì)發(fā)生相互作用。 這主要通過(guò)一種叫“核幔耦合”的機(jī)制來(lái)完成,你可以把它想象成地核與地幔之間存在著看不見(jiàn)的“磁力繩索”(電磁耦合),以及因地核與地幔交界處不平整而產(chǎn)生的物理推擠(地形耦合)。 當(dāng)?shù)睾说男D(zhuǎn)速度由于其內(nèi)部的復(fù)雜變化而稍微減速時(shí),它就會(huì)通過(guò)“核幔耦合”把一部分角動(dòng)量“甩”給上方的地幔,進(jìn)而導(dǎo)致其旋轉(zhuǎn)速度加快(角動(dòng)量守恒),而我們目前測(cè)量到地球自轉(zhuǎn)速度的異常偏高,可能就是這樣的情況造成的。 當(dāng)然,這只能說(shuō)是一種合理的推測(cè),實(shí)際情況是否如此,還有待進(jìn)一步的研究與驗(yàn)證,期待在未來(lái)的研究中,科學(xué)家能有更多的發(fā)現(xiàn),進(jìn)而揭開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)。 |
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