2015年1月12日, 中科院国家授时中心预告, 2015年6月30日(格林威治时间)实施一个正闰秒, 全世界的钟表都需要拨慢一秒钟 。
闰秒并不罕见, 从1972年至今, 已经进行了25次闰秒的调整 。 为什么要闰秒?在这几天各种媒体的密集科普中, 我们得知, 地球自转变慢, 日子越变越长, “世界时”与“原子时”出现了“钟差”, 需要调整统一, 不然大约几千年以后, 人类的使用时间将与自然时间出现近1小时的“时差”——太阳的东升西落将推迟一个小时 。
地球自转为什么“不赶趟儿”了?“地球实际是个每时每刻都在变化的不安分的调皮孩子”, 有学者这样形容地球的自转, 引起这些变化的原因多种多样, 从科学家们已经发现的“蛛丝马迹”中, 我们一起来探究地球自转的“秘密” 。
长期趋势:变慢
大约100年后, 地球上每天增加1.8毫秒
“从远古时代起, 地球上的人类就以每天太阳东升西落来计算时间 。 也就是说, 这是将以太阳为参考点的地球自转周期作为人们生产生活的时间判断标准 。 ”历算专家、中科院南京紫金山天文台副研究员成灼在接受媒体采访时表示 。
一秒有多长, 取决于一天有多长, 也就是地球自转周期 。 如果地球自转周期是稳定不变的, 严格地1日旋转1周, 那么计量时间的世界时单位1秒(即1/86400日)就是固定不变的 。 但科学家们发现, 这把测量时间的“尺子”并不准确 。
研究发现, 长期来看地球的自转变慢了, 南京大学天文学系教授萧耐园介绍说, 大约100年后, 地球上每天就要增加1.8毫秒, 并且这1.8毫秒是一个加速度 。
证据:古生物钟留下时间的痕迹
地球自转变慢, 日子越变越长, 目前的天文观测和古生物化石的研究都印证了这一点 。
在很多门类的化石的表壁上, 有类似树木“年轮”的痕迹, 被称为古生物钟, 可以用来当作计时器 。 因此, 很多门类的化石都是地质时代的见证物 。 为什么在这些化石上能显示出岁月呢?古生物钟学家提出了各种各样的学说, 包括潮汐在海洋生物身上留下的痕迹, 动物定时进食造成的线索, 或是生育周期出现的标志, 但古生物钟究竟是如何形成的, 科学家仍在积极地探索 。
根据“古生物钟”的研究发现, 地球和自转速度在逐年变慢 。 如在4.4亿年的晚奥陶纪, 地球公转一周要412天;到4.2亿年前的中志留纪, 每年只有400天;3.7亿年前的中泥盆纪, 一年为398天 。 到了亿年前的晚石炭纪, 每年约为385天;6500万年前的白垩纪, 每年约为376天;而现在一年只有365.25天 。 据天体物理学的计算, 证明了地球自转速度正在变慢 。
文章插图
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1963年威尔斯观察到现代珊瑚中一年生长的骨胳上有大约360条很细的生长线, 并指出这些生长线实际上可能是每天生长周期的标志 。 威尔斯研究了产于泥盆纪和石炭纪保存良好的标本, 他发现石炭纪珊瑚年生长线为385—390圈, 而泥盆纪珊瑚则有400圈左右(385—410条之间) 。 这与用天文学方法求得的各地质时期每年的天数大体相等 。
成因复杂, 地球自转动能或被潮汐消耗
地球自转变慢虽然证据确凿, 但原因却很复杂 。 除了地壳运动, 被广泛提及的一点是天体之间的摩擦 。 地球是宇宙中的一颗星球, 自转速度受到太阳系中各行星运转及其相互引力的影响, 专家表示, 太阳和月亮的潮汐力作用引起了摩擦, 产生的热量被耗散掉, 消耗了地球自转的动能, 使得其转动变慢 。
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