地球自轉為什么“不趕趟兒”了?

2015年1月12日, 中科院國家授時中心預告, 2015年6月30日(格林威治時間)實施一個正閏秒, 全世界的鐘表都需要撥慢一秒鐘 。

閏秒并不罕見, 從1972年至今, 已經進行了25次閏秒的調整 。 為什么要閏秒?在這幾天各種媒體的密集科普中, 我們得知, 地球自轉變慢, 日子越變越長, “世界時”與“原子時”出現了“鐘差”, 需要調整統一, 不然大約幾千年以后, 人類的使用時間將與自然時間出現近1小時的“時差”——太陽的東升西落將推遲一個小時 。

地球自轉為什么“不趕趟兒”了?“地球實際是個每時每刻都在變化的不安分的調皮孩子”, 有學者這樣形容地球的自轉, 引起這些變化的原因多種多樣, 從科學家們已經發現的“蛛絲馬跡”中, 我們一起來探究地球自轉的“秘密” 。

長期趨勢:變慢

大約100年后, 地球上每天增加1.8毫秒

“從遠古時代起, 地球上的人類就以每天太陽東升西落來計算時間 。 也就是說, 這是將以太陽為參考點的地球自轉周期作為人們生產生活的時間判斷標準 。 ”歷算專家、中科院南京紫金山天文臺副研究員成灼在接受媒體采訪時表示 。

一秒有多長, 取決于一天有多長, 也就是地球自轉周期 。 如果地球自轉周期是穩定不變的, 嚴格地1日旋轉1周, 那么計量時間的世界時單位1秒(即1/86400日)就是固定不變的 。 但科學家們發現, 這把測量時間的“尺子”并不準確 。

研究發現, 長期來看地球的自轉變慢了, 南京大學天文學系教授蕭耐園介紹說, 大約100年后, 地球上每天就要增加1.8毫秒, 并且這1.8毫秒是一個加速度 。

證據:古生物鐘留下時間的痕跡

地球自轉變慢, 日子越變越長, 目前的天文觀測和古生物化石的研究都印證了這一點 。

在很多門類的化石的表壁上, 有類似樹木“年輪”的痕跡, 被稱為古生物鐘, 可以用來當作計時器 。 因此, 很多門類的化石都是地質時代的見證物 。 為什么在這些化石上能顯示出歲月呢?古生物鐘學家提出了各種各樣的學說, 包括潮汐在海洋生物身上留下的痕跡, 動物定時進食造成的線索, 或是生育周期出現的標志, 但古生物鐘究竟是如何形成的, 科學家仍在積極地探索 。

根據“古生物鐘”的研究發現, 地球和自轉速度在逐年變慢 。 如在4.4億年的晚奧陶紀, 地球公轉一周要412天;到4.2億年前的中志留紀, 每年只有400天;3.7億年前的中泥盆紀, 一年為398天 。 到了億年前的晚石炭紀, 每年約為385天;6500萬年前的白堊紀, 每年約為376天;而現在一年只有365.25天 。 據天體物理學的計算, 證明了地球自轉速度正在變慢 。

地球自轉為什么“不趕趟兒”了?



地球自轉為什么“不趕趟兒”了?



1963年威爾斯觀察到現代珊瑚中一年生長的骨胳上有大約360條很細的生長線, 并指出這些生長線實際上可能是每天生長周期的標志 。 威爾斯研究了產于泥盆紀和石炭紀保存良好的標本, 他發現石炭紀珊瑚年生長線為385—390圈, 而泥盆紀珊瑚則有400圈左右(385—410條之間) 。 這與用天文學方法求得的各地質時期每年的天數大體相等 。

成因復雜, 地球自轉動能或被潮汐消耗

地球自轉變慢雖然證據確鑿, 但原因卻很復雜 。 除了地殼運動, 被廣泛提及的一點是天體之間的摩擦 。 地球是宇宙中的一顆星球, 自轉速度受到太陽系中各行星運轉及其相互引力的影響, 專家表示, 太陽和月亮的潮汐力作用引起了摩擦, 產生的熱量被耗散掉, 消耗了地球自轉的動能, 使得其轉動變慢 。

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