另外, 在20世纪20年代, 天文学家发现了地球自转周期性变化的一些规律, 由于地球上的季节性气流和洋流的运动, 造成了地球自转在春季慢一些、在秋季快一些 。 此外, 地表河流、水汽侵蚀, 甚至人类活动都会对地球自转产生影响 。
偶然因素:加快
地震使自转时间出现微秒级变化
2011年3月11日, 日本本州岛附近海域发生8.9级地震(后修正为9.0级), 这次日本地震是1900年以来第5大强震 。 在一篇关于这次地震的文章中指出, 根据美国宇航局(NASA)地球物理学家葛罗斯(Richard Gross)的计算, 它导致地球每天的自转时间减少了1.6微秒 。 有心的读者应该还记得, 类似的情况在2010年智利地震之后也出现了, 当时的计算结果是地球自转时间减少1.26微秒 。 而2004年发生在苏门答腊的地震, 则使得地球自转快了6.8微秒 。
一般我们想象中的地球是一个光滑精致的球体——珠穆朗玛峰的海拔高度(8848米)只相当于地球半径(6400千米)的千分之一, 我们手中的乒乓球都比地球表面粗糙得多 。 不过, 地球并不是一个完全不变形、强度无限大的刚体玩具 。 众所周知的“板块构造学说”就认为整个地壳是个支离破碎的结构, 并且各部分还在不停地相互挤压冲撞 。 我们所见到的高原山峰、巨大海沟就是板块运动的杰作 。 地震也是这种运动的形式和后果之一 。
地震为什么会使地球自转加快?文章中这样解释, 对于旋转的地球来说, 其自转速度的快慢跟它的转动惯量有关 。 简单的来说, 转动惯量就是质量乘以半径的平方 。 地壳运动(包括地震)会影响地球内部的物质分布 。 一般来说, 正如水向低处流, 物质倾向于向地心方向运动, 这样地球的转动惯量就会减小, 从而使地球的转动速度加快 。
闰秒调整:一秒的代价
正像我们前面所说, 因地球自转速度在不断减慢, 依地球自转而订的世界时与原子时有时无法保持一致 。 为此, 人们发明了调整方法, 令时间保持准确 。
全世界有那么多定位卫星, 还有数不胜数的基于时间提供服务的机构, 要让世界各国在同一个瞬间增加一个闰秒, 绝非易事 。 稍有疏忽, 电脑、手机、空中交通管制和金融交易市场就会因时间误差而导致混乱 。 而且, 基于闰秒出现的无规律性和不可预知性, 要在设备上预留“置闰”设置也非常麻烦 。 总而言之, 为了多一个“嘀嗒”, 全世界要多付出许多人力财力成本 。 更难的是, 随着全球化的深入, 一旦有一两个国家拒绝采用闰秒、或者没有精确完成置闰, 许多高精度系统就无法在全世界范围内实现衔接 。
不“闰”行不行, 今年或见分晓?
既然闰秒的代价不小, 那么取消闰秒, 摈弃由地球和太阳构成的“天然大钟”, 在军事、商业、科学测绘等各个领域彻底采用原子时行不不行?
中国科学院上海天文台原台长、上海市天文学会名誉理事长赵君亮曾在接受采访使表示, 如果取消闰秒, 完全按照原子时生活, 将“割裂人类生活的时间与大自然之间的内在联系 。 ”有人这样描述原子时:“作为科技进步的产物, 全面采用原子时, 意味着人们可以完全摆脱地球自转与日月更替, 孤独地奔跑在向前的路上 。 ”
根据国际计量局测算, 如果没有闰秒, 约5000年后原子时将和世界时差1小时 。 在更遥远的未来, 原子时意义上的正午, 对应的景象则是满天星斗, 这样一来, 许多历史记载中的“某年某月某日某时, 发生某事件”, 将很难令后人理解, 因为“某时”在彼时, 对应的已经是完全另外一副景象 。 “这种局面意味着人类对于伴随自我进步的‘时间文化’的一次抛弃” 。
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