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时间:2021-08-04 11:09:17 作者:admin 23867
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因地球加速自转,专家预测2021将是最短的一年,有什么影响?

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大家知道,以地球本身为参照物,地球自转一周的时间为23小时56分4秒,在这个时间内地球围绕太阳公转了0.986度,如果以太阳为参照物,地球的某一点自转一周又正好正对着太阳,那么需要在围绕地轴自转一周的基础上,再额外转动3分56秒,所以地球自转加上公转,完成一个以太阳为参照物的转动周期,时间正好为24个小时。据英国媒体报道,科学家们应用原子钟监测到,地球在2020年的自转速度是以监测记录以来最快的一年,而且预测在2021年自转速度还要加快,同比再提高19毫秒。那么,地球自转速度为什么会变快呢?变快之后有什么影响?

按照道理来说,地球的自转速度应该逐渐变慢

地球在形成的初期,由于继承了众多所吸聚星际物质的角动量,当时的自转速度非常快,自转一周仅需6个小时左右。在地球形成之后的1亿年内,有一颗大质量的行星与地球发生了激烈的碰撞,这颗行星的内核直接钻入了地球深处,与此同时,因剧烈碰撞产生的巨大冲击力,使地球和行星的一部分形成了无数碎片,加上产生的尘埃物质,被巨大的冲击反弹力弹向宇宙空间,在万有引力的作用下,逐渐聚合形成了一颗固态天体,最终围绕着地球运行,这就是地球卫星-月球起源的主流观点。

在地球和月球相互之间万有引力的作用下,二者都受到了彼此一定程度的“拉扯力”。由于地球表面被大量的海水覆盖,在这种“拉扯力”的影响下,面向月球和背向月球一面的海水,受到的力产生了不均衡,海水于是产生了定向流动,形成周期性的“潮汐”现象。由于月球引力的拖拽和地球海水反复的与海底岩石摩擦,在一定程度上起到了对地球自转的“刹车”作用,于是地球的自转速度逐渐变慢,3亿年前自转周期延长到22个小时,目前又降至24个小时。

其实,月球同样也受到地球引力的拖拽作用,只不过月球表面没有海水,形成了不了直观的“潮汐现象”,但是同样月球也会在地球引力作用下,整个球体发生了细微的形变,从一开始较快的自转速度,最后降至自转周期与公转周期相同,被地球“潮汐锁定”了,于是我们从地球上观看月球,永远只能看到月球的一面。

在这种相互的地月引力作用下,一方面降低了地球的自转速度,转动的角动量发生了损失,按照角动量守恒定律,损失的角动量通过潮汐力转移到了月球公转轨道,地球的引力已经不能完全束缚住月球了,所以月球就有向着能量更高、离地球更远的轨道上,所以地球和月球的距离不断加大,平均每年要远离3.8厘米左右。

近年来地球自转速度为何会加快?

其实从19世纪初期,科学家们就发现,地球的自转速度已经存在着不规则的短期性变化,时而变快、时而变慢,综合起来一年到头可能有2毫秒的差距,也就是说可能今年地球自转速度同比变快一点点,也可能明年变慢一点点。至于这种差异产生的原因,目前科学界还没有定论。因为从地月系统以及太阳系其它天体的影响来看,总体变化情况不大,况且月球还有减缓地球自转速度的效应,问题只能出现在地球本身。

有的科学家认为,之所以地球呈现不规则性的自转速度变化情况,一个可能就是来自太阳风产生的力矩与地球磁场相互作用产生的结果,另一种就是随着全球气候变暖,海平面上升,同时加上地球内部地质活动的差异,地球整体的质量分布产生了微弱变化,共同造成了地幔与地核之间区域的角动量交换。

就像花样滑冰选手在冰上运动时,假如身体的质量分布发生变化,其转动速度也会相应发生变化,比如手臂向身体靠拢,转动速度就会加快,反之张开双臂,则转动速度就会慢下来。地球也同样如此,在地球内部众多流动性的岩浆以及其它物质,假如更多地向地核靠拢,则地球的自转速度就会加快,反之自转速度就会变慢。

而造成地球质量发生重新分布的重要原因,一个是两极和高山冰川的融化,这些冰盖当融化成液态水时,其相对于地心的距离就会有稍许的靠近;还有就是以地震为代表的地质运动,将原来处于距离地面较近区域的物质,被带到了较深的区域,例如科学家们监测到的2011年日本地震,使得日本本州岛向东移动了2米左右,并使地球自转速度出现了细微的加快,自转一周的时间减少了1.8微秒。在上面两种重要原因的影响下,地球表面和内部的物质,会有一定程度地向地核靠近。而像火山这样的地质运动,则是将地球内部物质被带到距离地核较远的区域,在一定程度上会抵消地球自转变快的影响。

我们应该看到,能够影响地球变快或者变慢的因素,对地球整体的质量分布产生的效果是非常微弱的,它是一种动态调整的过程,并不能从根本上改变因月球远离地球,而产生的地球自长期变慢的大趋势。

地球自转速度变快会有何影响?

如果地球自转速度突然明显加快,那么所引发的后果是不堪设想的。地球表面的大气层、海水、树木和建筑,都会在较快的加速度面前,由于惯性的作用而引发一系列的“停滞”响应,空气对流速度加快、大气环流加剧、极端气象条件频发、巨型海浪此起彼伏、无数树木和建筑受损,等等,无疑将会给地球的生态环境和人文社会造成难以想象的打击。

不过,我们应该看到,地球的自转速度当然不可能产生突然加快或者突然变慢的过程,无论是由于月球的远离所造成的地球自转减慢,还是因地球组成物质质量重新分布所造成的自转速度改变,这些作用效果在时间进程上都是异常缓慢的,而且波动的绝对值也异常的微小,一般情况下我们是感觉不出来的,所以对地球本身以及生活在地球的各种生物来说,影响也是微乎其微。

如果非要说出近几年地球自转速度微弱加快所带来的影响,那么主要的表现形式,无非是由于海水的流动“滞后性”,所带来的向西部聚集效应有所增强,大陆西海岸所受到较高海浪冲击的几率增加,同时海域特别是西太平洋、西大西洋近赤道处海域,海水的温度有微弱的提升,从而在一定程度上影响近赤道处海水以及大气环流的流动趋势,海域的低压区出现频次增多、低压强度变大,向大陆吹过去的暖湿气流变多,台风的次数和强度也可能会增强等情况。

结论

但是从总体来看,地球自转速度增加10几毫米,对于原本的地球生态环境影响并不会怎么显著,大家大可放心。需要指出的是,地球自转速度的加快,有一个很重要的原因就是人为活动的影响,全球气候变暖可能就是其中的一个关键因素。

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