科学家发现,地球在疯狂的“喝水
科学家发现地球自转在减速
科学家争议不断,是地外生命?
科学家一直在研究复活猛犸象
有些星球比地球更适宜生命繁衍?

科学家发现地球自转在减速

2020-10-10 12:23 主页 来源:未知
科学家发现地球自转在减速



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。
 
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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。
 
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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。
 
冥王星系运行示意图
对于地月系来说,目前只有月球被潮汐锁定,地球还相对自由。随着地球自转速度越来越慢,或许未来的终点是地球也被潮汐锁定,只有一面能看见月亮,另一面再也看不见月亮。
不过,按照地球自转减缓的速度,恐怕是等不到互相潮汐锁定的那一天,太阳系就要完蛋了。而且,地球表面环境远比冥王星复杂,所以结果也不会那么简单。
总之,对于目前的我们来说,地球自转的减慢不会产生任何影响。在未来,地球和表面的生物也会适应新的自转周期。毕竟,这么几十亿年的减速,地球都坚持过来了,还怕再减速几十亿年吗?