科学家发现地球自转在减速，那原因是什么呢？

科学家发现地球自转正在加速？是怎么回事？~

根据英国《每日邮报》报道，英国科学家发现地球自转出现加速！在过去的2020年，地球自转无论是单天还是平均，都是有记录以来最短的，其中2020年7月19日那一天，比标准的一天缩短了1.4602毫秒！这是怎么回事？
众所周知，地球从形成开始就一直在自转，这是由行星形成时的初始角动量导致的，但是在行星形成并稳定以后，角动量按理就不再增加了，当然也有例外，比如受到外力什么的，在目前的月球形成理论中就有一种比较主流的假说：碰撞起源说。据推测在遥远的过去，一个大约火星那么大的天体与地球发生了大碰撞，该天体没入了地壳还没完全凝固的原始地球，然后溅起了大量的碎片，那些溅起的碎片的一部分落回了地面，但有另一部分慢慢凝聚成另一个天体，那就是现在的月球。


在这个过程中很显然地球的角动量变了，这是外力造成的。但这种级别的大碰撞在地壳冷却后就基本没发生了，至于每年掉进来的各种小行星陨石什么的，由于与地球自身质量相比质量太小了，动量相当有限，所带来的角动量改变微乎其微。因此可以认为地球的角动量基本没有再增加。


但地球自转如逆水行舟，不进则退……嗯？这秒变励志画风怎么说？这是由于周围大质量天体的潮汐效应造成的地球自转角动量的损失，从而导致地球自转减速。在地球自转过程中，由于地球并非一个标准的匀质球体，也并非坚硬的刚体，因此在周围大质量天体的引力作用下，地球的自转过程中会发生形变，海水的潮涨潮落就是这样产生了，潮汐力也因此得名。


造成地球周期性潮汐的主要有两个天体：太阳和月亮。虽然太阳的质量更大，对地球的引力也更大，但由于距离比较遥远，对地球造成的潮汐效应不如月球大，所以我们主要讨论潮汐也就以月球为例。由于地球并非刚体（不会发生形变的物体），月球的引力会导致地球发生轻微的形变，面向月球和背向月球的两端会隆起，地球表面覆盖着70%的海水使这种形变更加的明显，随着地球自转，这隆起的两端在地表的位置也不断发生变化，这在我们看来就产生了每天的潮涨潮落，而这个过程中的形变会产生摩擦，这种摩擦会慢慢损耗地球自转的角动量，导致地球自转的减速，在足够长的时间后，地球很可能会被潮汐锁定而停止自转。嗯，月球就是这样被地球锁定的，现在老是一面对着我们……


这么说来，地球的自转应该是越来越慢才对啊？在过去的几十亿年里，整体的趋势确实如此，地球的自转确实在逐渐减慢。但此次英国科学家的最新研究发现，地球自转比过去的所有年份都要快！当然，这是指有记录以来，而对地球自转的精确测定和记录是由上世纪60年代开始的，科学家利用高精度计时的原子钟对每一天的地球自转周期进行了精确的测量。在之前，地球自转最快的纪录发生在2005年，然而在2020年，2005年的那次最快纪录在一年中被打破了28次。现在最新的纪录发生在2020年7月19日，在这一天，由于自转的加速，使地球自转一周的时间比标准缩短了1.4602毫秒。


上面提到“比标准缩短了1.4602毫秒”，标准是啥？从上图你应该就已经看出来了，就是以24小时算的一日，即24x3600=24*3600=86400秒，国际天文联合会规定的1秒就等于1/86400日，同时国际度量衡大会根据原子钟定义的秒是铯-133原子基态的超精细能级之间的跃迀所对应的辐射的9192631770个周期所持续的时间，用人话说就是这玩意振荡9192631770周所用的时间……
也就是说，在2020年7月19日那一天地球自转一周只用了86399.9985398秒。其实差距微乎其微，但关键是过去的有记录以来地球自转平均时长基本上都是超过24小时的，也就是超过86400秒的，因此就有了闰秒，经常上网的同学可能都听过闰秒，就是某一天的某一个小时的最后一分钟的最后一秒会跳到60而不是59。上一次的闰秒就发生在2016年。


为了对人类计量时间与天文时间的精确对应，从1972年开始，人们通过闰秒的方式来修正由于地球自转周期与计量周期（24小时整）的差异，闰秒可以正闰秒，即秒数跳到60后再跳到下一分钟，也可以负闰秒，即秒数跳到58后即跳到下一分钟。但根据上表你就能发现，自出现闰秒后，半个世纪以来一直都是正闰秒，即每次都是加多一秒。而且在上个世纪，几乎每一年都加入了闰秒，也就是那些年地球的平均自转周期都超过了24小时。
但你会同时发现，自从进入新世纪后情况就变了，本世纪过去了20年只增加了6次闰秒，傻子都看出来本世纪地球自转加快了，不过整体还是在正闰秒，这意味着地球平均自转周期还是比24小时稍长一点点，知道去年，这种情况逆转了。


那么问题来了，前面说了地球的角动量基本上已经不增加了，它的自转速度为什么会增加？又为什么会时快时慢？虽然角动量不变，但是假如半径发生变化，自转速度也是会发生变化的。就像溜冰运动员张开双臂旋转后收起双臂时，转速会增加一样，轻微的半径和质量分布的变化也是会导致轻微的转速变化的。


而能引起轻微半径和质量分布变化的因素有冰盖融化、板块运动等。另外，剧烈的地震除了会导致岩石被挤压，也会使松动的土地密度增加从而也能使体积减小。用罐子装过白糖的就会知道，当装满以后摇一摇，又能空出一截。
除了导致密度增加使半径减少，板块运动也能使角动量在不同的地层直径转移。地球虽然看起来是一个球体，但实际上它的内部并非都是固体，这导致地球在自转的时候，不同的分层转速并不一样，总体来说越靠近地心，转得越快。而板块运动和剧烈的地震则会使地幔处差异化的部分角速度转移到地壳上来，从而导致了地面录得的地球自转速度发生了变化。

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这个只是科学家们的猜想，在曾经发生过的五次大地震中，研究发现地球的自转速度变慢从而加快了地震的频率，但是地球自转变慢是否会导致大地震时期到来还没有准确的判断。地震是一种自然灾害，之所以会出现地震基本上都是因为地球的板块与板块之间发生了挤压以及碰撞引起的。
根据部分的统计表明，每一年在地球上发生地震的次数有五百多万次，只不过大多数的地震震动频率较小，人们没有多大的感觉。不过较大的地震给人类带来的灾难都是巨大的，地震所带来的一系列影响也是比较严重的。对于地震，人类没有办法准确预测到。就算现在的科技十分发达，人类开始在地下设置了感应器，但是面对频繁的地震，感应器还是很难区分大型地震和小地震。
最近有研究人员表示地震似乎和地球的自转速度有一定的关联。地球的自转速度开始逐渐的变慢，从而就有人对此产生疑问，究竟是什么导致地球的自转速度出现了变慢的迹象。其实这和地球所受到的力有比较大的关系。
后来就有人研究出地球的自转速度之所以出现变慢的现象，和月球有不小的关系。月球会造成地球出现潮汐现象，这时候地球会被消耗比较多的能量，从而导致地球的自转速度开始变慢。而地球的自转速度变慢之后，地震的次数也开始出现的比较频繁了。

在参加别人的婚礼时，我们经常会说各种各样的祝福语。其中有一句很常用，那就是祝新人天长地久（前几天看白岩松的讲座，他告诉我们“天长地久”最初并非这个意思，不过我们就不探讨文字了，暂且按照我们常用的意思来理解吧）。

这样的祝福语，主要是图个吉利，没人会去较真。不过，你可能不知道，天的确在变长……

恐龙的一天更短

目前，越来越多的证据已经表明，地球的自转一直处于减速的状态中。早在几十亿年之前，它就开始“刹车”，一直到现在，并且还将延续到未来。

最近，《 Paleoceanography and Paleoclimatology（古海洋学与古气候学）》杂志上发表了一支国外团队的研究报告，再次印证了这个说法。

你可能会好奇，科学家生活在现代，怎么知道远古时期地球的自转速度？

虽然那个时期距离我们已经很远了，但还是为我们留下了蛛丝马迹。而这些蛛丝马迹，就印刻在一种叫做Torreites sanchezi的生物身上。这是一种蛤类生物，和我们常吃的蛤蜊、花甲等是近亲。

如果你经常吃花甲粉，就会发现花甲的壳上有一圈一圈的图案，密密麻麻的。其实，这些图案就和树木的年轮一样，真实地反映着蛤类的年龄。

而Torreites sanchezi更特别，它们的生长速度是非常快的。它们的“年轮”，甚至都不是按年计算，而是按天来计算。随着Torreites sanchezi的生长，它的年轮仅仅需要几个小时就可以发生变化，这是非常神奇的。

研究人员通过对一个标本的仔细研究，发现它大约活了9年的时间。而再根据它的年轮，就可以计算出来它所生活的年代，一年有多少天。

结果显示，那个时候，地球自转速度比现在更快，一天只有23.5个小时。因此，当时的地球上，一年有整整372天。而它所生活的年代，正是恐龙最后的活跃期——大约7000万年前的白垩纪。

看样子，恐龙的生物钟，要比我们快一点。如果想要复活恐龙，怕是没过多久，它们的日子就要过蒙圈了。

同样利用蛤类的年轮，科学家发现4亿多年前的泥盆纪时期，地球的自转速度还要更快，大约每一年有420天，可见当时的一个地球日有多么短暂。

当然了，除了这些蛤类的年轮之外，科学家还有其他的证据，证明地球自转在减速，比如古人对日食的记录、天体会合的天象等等。

目前来说，比较流行的说法认为，地球的自转周期每100年会延长1.8毫秒左右。这个数字可能让你觉得微不足道，但正是这样的集腋成裘，导致了几亿年里地球自转周期的明显变化。按照这个速度，10亿年后，地球的一天将要达到29个小时。

地球为何会减速

首先，研究一个物理量是怎么没的，要明确它是怎么来的。地球为啥自转了45亿年还没有停止？

这是由于原始行星盘的自转所带来的角动量，经过漫长岁月累积下来的。这个行星盘上的微粒旋转着聚集成为了地球，角动量保持了下来。因此，想要让地球减速，就要抵消掉这个角动量。

谁能抵消这个角动量呢？

月球。

根据科学家的观测，月球正在一点点远离我们地球。由此可以推断，在恐龙时代，月球也更加靠近地球。

月球对于地球的潮汐力，是宇宙中所有天体中最大的，这个潮汐力，其实就是月球对于它正对着的地球区域的一种牵引力。随着月球不断远离地球，它的公转角速度也会越来越慢，相对于地球的自转速度越来越滞后，这就导致了地球自转的减速。

除了月球之外，科学家还找了其他的原因。

首先，就是人造卫星等太空探测器。其实，这是一个简单的圆周运动原理：距离圆心越远，速度越慢。这些探测器本身就是地球的物质做成的，我们可以看作是地球的一部分。当这些地球的一部分离开地表，相当于这部分的圆周运动半径变大了，自然会“拖累”地球的自转。

打个比方，你抱着两个铅球站在地上，然后用最大的力量转圈，假设一秒钟能转一圈。但如果你不再抱着铅球，而是把它们用1米长的绳子绑住再转圈，就会比之前慢得多，可能要两秒。

不过，人类目前发射的航天器一共才几千个，即使按照发射了一万个航天器，每个按照十吨来计算，也不过是十万吨。而地球的质量高达59.8万亿亿吨，那十万吨根本就微不足道。但另一方面，地球的自转减速也没有那么的明显，所以也很难说这些人造航天器能起到多大作用。

不止月球要背锅

除此之外，地球自身的运动，也会对自转速度造成影响，而且是正负两方面都有影响。

研究报告显示，2004年的印度洋地震，就给地球加速了3微秒。2011年日本的大地震，也让地球自转速度加快了1.8微秒。通常来说，地震都会对地球自转产生加速效果。原因在于，地震会导致地球质量的重新分布，让地球结构尽量接近质心，也就是尽量减少力臂的长度。和人造航天器的原理一样，只不过是相反的，由于力臂减少，所以自转可以因此而加快。

除了地震之外，其他地球因素也会影响自转速度。

美国大气和环境研究公司的科学家戴维·萨尔斯丁曾经做了长达15年的研究，得出结论：厄尔尼诺现象带来的风向和风力的巨大变化，也会影响地球的自转速度。

日本东京工业大学的一支研究团队也在《科学》杂志上发表过论文，阐述地幔深处的导电性差异对地球自转产生的影响。

另外，导致地球自转速度减慢的原因之中，还有一点非常重要，不可忽略，那就是海水。我们知道，地球是个刚体，但海水是流体。地球自转的时候，作为刚体的岩石部分会正常自转，而流体的海水会滞后。这一点很好理解，你用一个碗装一半的水，然后端着碗前进，就会发现碗的速度和你一样，但是水需要“反应”一下，所以会落后一点点。同样的，地球的海水也会滞后，和海底产生摩擦，导致地球的减速。

不对啊，你可能会想，海水也是地球的一部分，经过四十几亿年，应该和地球同步了啊，就像用传送带运输半碗水一样，一段时间后，水应该会慢慢平稳啊！

问题还是在于月球，月球带来的潮汐作用，导致地球的海水不能安安稳稳地留在原地。同时，地球表面的风、地震等，也会带来海水的流动。因此，海水是不可能安稳的。

同样的，月球的远离，也可以产生和前面说的航天器一样的效果。它越远离地球，越能够拖地球的后腿。

会停止减速吗？

你可能要问：地球的减速会停止吗？有尽头吗？难道有一天，地球会完全停止自转？

有人认为，地球未来的命运，会像冥王星一样。我们知道，太阳系质量最接近的行星-卫星组合，就是地月系和冥王星-冥卫一组成的行星系了。冥卫一对于冥王星同样有拖动作用，最终的结果是它们互相被潮汐锁定，冥卫一的公转周期和冥王星的自转周期达成同步，它们都只有一面朝向对方。

近年来科学家发现地球自转速度变慢，究竟是为什么原因呢

因为地球的地貌环境一直在发生变化，因此导致地球的重心发生了偏移，这种情况的直接结果就是地球的自转在缓慢的减速。

一个原因是月球正在一点点远离我们地球，随着月球不断远离地球，它的公转角速度也会越来越慢，相对于地球的自转速度越来越滞后，这就导致了地球自转的减速。

首先是月球对于地球的牵引力，随着月球不断远离地球，它的公转角速度也会越来越慢，相对于地球的自转速度也会越来越慢，其次地球自身的运动，也会对自转速度造成影响。

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