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一天比之前缩短1.59毫秒,地球加速自转背后,都是月亮惹的祸?

地球 2026-05-28 菜科探索 +
简介:

【菜科解读】

在地球的自转下,我们看到了太阳每天的东升西落,虽然太阳看起来是在围绕地球转动,但实际上是地球在围绕着地球自转,太阳相对地球是固定的,在感知昼夜的基础上,人类把一天划分为了24个小时,即86400秒。

一天24个小时,这似乎是永恒不变的定值,实际上其中着存在不小误差,更有科学家指出,自2020年起,地球的自转速度就在加快,人类的一天早已不足24个小时,比如在2022年7月29日,地球在距离24个小时还有1.59毫秒时就完成了一周的自转,打破了自1969年以来的最短纪录。

重达60万亿亿吨的地球为何会突然加快自转速度?

假如按照这个趋势继续发展,人类的一天将会将会缩短多少,对我们又有什么影响?

地球诞生在46亿年前刚诞生时的自转速度要比现在快得多,那时的一天只有六个小时。

不出意外的话,地球将一直以这个速度持续下去。

后来月球出现改变了一切,现在的主流理论认为,45亿年前一颗和火星大小相当的小天体"忒伊亚"撞上了地球,地球的部分碎片和忒亚的残骸在太空中逐渐聚集,最后形成了月球,月球在随后的几十亿年里和地球展开了漫长的引力拉扯。

月球在地球引力的吸引下围绕地球自转,同样地球也会受月球的引力影响,即潮汐减速。

在数亿年的时间里,地球通过引力把自身的角动量传递给月球,导致自己的自转速度不断降低,直至从最初的六小时降到如今的24小时。

按道理说,在这样的趋势下地球的自转速度只会越来越慢,怎么还会突然加速呢?科学家认为,背后的个别原因可能和人类有关。

地球的形状并不是一个完美的球体,它的两端更扁一些。

这是因为地球的两端分别是南北极,那里的温度极低,海水都凝结成了固态的冰川。

但随着人类文明发展,温室气体排放的越来越多,使温室效应的速度大大加快,由此引发了全球变暖,随着全球气温不断升高,两极冰川开始大量融化,原本的固态冰融化成水汇入海洋,导致的后果就是地表质量的重新分布。

两极流失的冰川流入海洋,使海平面不断上涨,赤道附近的质量增加。

总体上来看,地球越来越接近圆润的球体,质量的分布也更靠向地球中心,致使地球的自转速度加快,这就像当滑冰运动员原地旋转时,手臂展开会放缓自转速度,而手臂收紧到胸前就会加快旋转速度。

如果说单是人类还不足以造成如此大的影响,那么加上月球后就完全有可能了。

月球作为地球唯一的天然卫星,对地球的影响不可忽视。

天文学家发现,月球正在以每年3.8厘米的速度远离地球,这意味着月球对地球的潮汐力也会逐渐减弱,再过百亿年后,地月距离将会是现在的两倍,对地球自转的反向加速度也会大大减小。

除此之外,地核熔融很可能也在其中推波助澜。

地球总体来看可以分为三层,即地壳地幔和地核,其中地核又分为内核和外核,外核大部分是熔融的液态金属,内核则有可能是固态铁,外核的液态金属会随着地球自转而流动,流动的金属产生了巨大的磁场,这些磁场又会产生电,反过来加速液态金属的旋转速度。

综合来看,唯一牵制住地球自转速度的月球在逐渐远离,而其他因素或不变或有助于地球自转加快,最后就导致了2022年的最短一天。

1.59毫秒虽然看起来不起眼,但它的影响却十分重大,比如在全球的导航定位系统中,信号会以光速传播,每秒可达30万公里,哪怕误差只有一毫秒,也会使导航卫星出现很大的定位误差。

所以无论是美国的全球定位系统GPS,还是中国的北斗导航,只要是类似的系统都需要极其精密的实时矫正。

如果地球自转速度继续加快,科学家将考虑减闰秒操作,即人为的给一天减少一秒,从23:59:58跳过59秒,直接进入第二天的计时,此前关于闰秒的更新已经进行了27次,上次是在2016年。

不过过往都是加闰秒,有些人认为如果实行负闰秒操作,可能会导致某些网络系统出现未知的错误而崩溃。

不过长期来看,地球自转放缓仍然是大势所趋,35亿年前时,地球的一天为12小时,至6.2亿年前已经变成了21个小时,再到1亿年前的恐龙时代就延长到了23个小时,到当下的24个小时。

未来一天的长度会继续增加,直至地球和月球互相潮汐锁定,一天相当于现在的47天,不过它可能会在百亿年之后才会到来。

在太平洋深处,地球外核的熔融铁于2010年意外逆转方向

在太平洋深处,地球外核的熔融铁于2010年意外逆转方向,从缓慢的西漂移转变为强劲的东流。

由欧洲航天局领导的卫星任务帮助科学家追踪了这一剧烈变化,揭示了地球深处内部可能比之前认为的更不稳定和更具动态性。

几十年来,科学家们一直认为他们对液态金属在地球外核内部的运动有合理的理解。

埋藏在地表下约2200公里的巨大熔融铁层似乎遵循相对稳定的长期模式。

然后情况发生了变化。

2010年,赤道太平洋下方一大片富含铁的流体区突然改变了航向。

水流没有继续向西流动,反而突然加速向东流动。

研究人员仍不完全清楚其具体原因,但新分析的卫星和地面观测现提供了迄今为止最清晰的地球中心隐藏动态之一。

卫星揭示了地球深处隐藏的转变这项发表在《地球深部内部研究杂志》上的新研究,分析了1997年至2025年间收集的磁场数据。

科学家们结合了地面站的观测数据与多个卫星任务的测量数据,包括欧洲航天局的Swarm和CryoSat,以及德国CHAMP任务和Ørsted卫星的数据。

这些任务使研究人员能够监测地球磁场的细微变化,这种磁场是由外核中导电熔融铁的运动产生的。

通过研究这些变化,科学家们重建了地球核心与地幔边界处的流动模式。

该分析揭示了太平洋的意外逆转。

研究发现,2010年,太平洋地区从微弱向西移动转为强烈向东移动,挑战了此前外核在长期内表现大致稳定且可预测的假设。

地球的磁场屏蔽依赖于这种流动地球的磁场之所以存在,是因为液体外核内部不断运动。

当熔融铁环绕固体内核时,形成了地球的地质发电机——负责产生环绕地球的磁场的过程。

这种磁场屏蔽在保护地球免受来自太阳的带电粒子影响中起着关键作用。

没有它,地球的大气层和技术系统将更加容易受到有害太阳辐射的影响。

尽管新观测到的逆转对人类和气候没有威胁,科学家表示理解这些内部变化极为重要。

磁场在不断演变。

即使是渐进的变化,也会影响导航系统、航天器操作以及用于预测近地空间天气的模型。

群聚卫星提供了关键线索ESA的三颗Swarm卫星于2013年发射,专为以极高的精度绘制地球磁场而设计。

它们的高灵敏度磁力计能够将来自核心深处的信号与地壳、海洋、电离层和磁层产生的磁效应区分开来。

由于卫星运行在精心协调的轨道上,研究人员能够追踪磁场模式随时间演变的过程。

这些观测帮助科学家不仅识别了太平洋反转本身,还发现了后续的扰动,包括2017年的地磁震动,即地球磁场行为的快速变化。

据欧洲航天局Swarm任务经理Anja Stromme介绍,Swarm的长期数据集尤为宝贵,因为它提供了多年持续的全球覆盖,而不仅仅是依赖分散的地面观测站。

这种持续监测使研究人员能够观察2010年反转后岩心动力学的变化,并跟踪东流随时间演变。

科学家认为这种逆转可能已经开始减弱主要研究作者弗雷德里克·达尔·马德森表示,这一突如其来的反转引发了关于地球深层内部行为的重大新问题。

研究人员目前正试图确定该事件是暂时波动、反复振荡的一部分,还是核心内新稳定环流模式的开始。

有趣的是,团队的模型表明,自2020年左右以来,太平洋下方强劲的东流已经减弱。

卫星数据还揭示了快速变化的流动结构和波状加速度,这些在较旧或噪声较大的数据集中可能未被检测到。

这些发现暗示地球核心可能经历的短期区域变异远超科学家此前的认知。

弗雷德里克·达尔·马德森还指出,太平洋流动反转的时间与地球内核通过大地测量和地震学研究推断出的变化相吻合。

研究人员现在怀疑,多个深地层发生的过程之间可能存在联系。

深地球可能比预期更紧密相连参与该研究的科学家表示,这些发现可能会重塑研究人员对地球外核、内核和下地幔相互作用的看法。

欧洲航天局群组任务科学家伊丽莎白塔·约尔菲达解释说,太平洋逆转挑战了长期以来“西向环流稳定主导外核”这一观点。

相反,研究表明,重大地区变化可能在短短十年内迅速出现。

这种可能性尤为重要,因为地核与地幔之间的边界被认为是决定深地球动力学的最关键区域之一。

理解这些层次如何相互影响,有助于科学家构建更准确的地球内部演化模型。

为什么这很重要这一发现凸显了科学家们对隐藏在地表动的金属海洋知之甚少。

曾经看似相对稳定的系统,实际上可能能够快速且出乎意料地进行重组。

得益于像Swarm这样的长期卫星任务,研究人员现在可以近乎实时地监测地球的磁引擎,捕捉到以前难以察觉的细微变化。

随着科学家们致力于了解地球磁场的演化以及行星内部深层过程之间的相互联系,这些观测变得越来越重要。

太平洋的逆转最终可能只是暂时的。

或者它可能表明地球核心的运作方式比研究人员曾经想象的更加多变和复杂。

无论哪种情况,这一事件都为我们地球上最难到达的地区之一打开了一扇新的窗口。

黑洞会吞噬地球吗 黑洞又是怎样吞噬地球

一直以来,天文学家都在研究黑洞的存在,以及地球会不会被黑洞所吞噬,然而,随着引力波的存在被证实,关于地球会不会被吞噬的话题谈论的更加激烈,那么黑洞到底会不会吞噬地球呢?黑洞又是怎样吞噬地球的呢?   一直以来,天文学家都在研究黑洞的存在,以及地球会不会被黑洞所吞噬,然而,随着引力波的存在被证实,关于地球会不会被吞噬的话题谈论的更加激烈,那么黑洞到底会不会吞噬地球呢?黑洞又是怎样吞噬地球的呢?  引力波以其超强的穿透性和基本无衰的稳定性,被很多科学家认为是"高等文明星际通讯的基本手段",同时,它也是我们用来观测目前极难探测的物质的绝佳手段,比如说黑洞。

  人类对于黑洞的好奇一直都没有停歇,就连科学界都对此争吵不断——霍金甚至一度想证伪黑洞的存在,更别说民间的无数科幻作品了。

很多小说都有过人类的末日是太阳死亡变成黑洞进而吞噬地球这样的桥段,地球被黑洞吞噬,到底会是一幅怎样的场景?近日,一位美国科学家给出了答案。

  "面条化"假设!有一个非常著名的黑洞假设——物体在靠近黑洞时,由于引力作用,会被"面条化"(spaghettification,这个单词来源于spaghetti,意大利面)。

简单来说,如果你离黑洞过近,就会被黑洞的引力拉成像面条一样长长的一条。

这种效果的产生是重力梯度作用于你身体而产生的变化。

  想象一下,你正在一脚踏进一个黑洞,因为你的脚跟头部相比,离黑洞更近,所以它会受到来自黑洞的更强的引力,同时,你的手臂因为摆臂的关系,与你的脚还不在一个方向上,所以手臂还会受到一个来自不同方向引力的牵引。

  不同的位置、不同的方向,这就使得身体的不同部位从边缘向中心聚集,最终的结果不仅是身体整体的延伸,更让身体的中间变薄变长,因此,你的身体,地球也是一样,就会像被拉成了一根长长的面条,被黑洞的大嘴吞噬进去。

  黑洞视界让你短暂拥有"上帝之眼"!假设一下,如果我们的地球旁边突然冒出来一个黑洞,会出现怎样的情景?  首先,导致面条化的引力效应开始发挥作用,地球接近黑洞的部分会比另一边受到更强的引力,于是地球开始解体,如果这个黑洞的质量非常巨大,那么我们甚至有可能感觉不到自己正在被吞噬,因为在一段时间之内,由于时间变慢的影响,地球的视界(Event Horizon)会低于黑洞的视界,我们看到的东西将会一如寻常。

  视界之所以叫"视界",正是因为这是一个事件的边界,边界内发生的事件对于边界外的观察者来说,永远不会发生。

所以,从灾难降临到灾难发生,你会感觉自己向黑洞跌落的过程没有任何异常,就像从高处走向地面一样。

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