“從前慢”,Nature論文預言“未來更慢”:全球變暖導致地球變慢

謙奇評論 2024-04-15 09:50:24

“從前的日色變得慢

車,馬,郵件都慢

一生只夠愛一個人”

在木心的詩《從前慢》中,我們感受到了時光緩緩流轉的美好。但如今,科學家們卻爲我們揭示了一個不同的“慢”—未來地球的自轉速度可能變得更爲緩慢。

這一發現加深了我們對時間流逝的認識,又可引發人們對于全球變暖與地球自轉之間微妙關系的深思。

長久以來,協調世界時UTC作爲全球通用的時間標准,爲通信、網絡計算、定位和金融等各類活動提供了精確的時間度量。然而,地球自轉速度的不穩定性,使得UTC不得不引入閏秒來進行調整,這無疑增加了時間使用的複雜性。

《Nature》上的一篇題爲《A global timekeeping problem postponed by global warming》論文提到全球變暖帶來的融冰導致的地球動量變化會影響地球時間的度量,未來將可能改變地球自轉速度的變化趨勢。

圖1:TAI與UT1之間的差值(s)曆史與預測

回溯到1955年之前,人們曾將地球自轉作爲時間度量的基石,那時的秒被定義爲地球相對于恒星自轉一次所用時間的分數。

但隨著科技的發展,1958年,一種新的時間度量標准TAI即國際原子時應運而生,它以物理振蕩器(铯原子)爲基准,成爲國際主流的時間標准。

自此,地球自轉速度與TAI之間的差異逐漸顯現,兩者開始分道揚镳。

圖2:如果地球沒有發生變暖,地球的自轉速度將會越來越快

那麽,在這篇文章中,研究者認爲是什麽導致了地球自轉速度的變化呢?

科學家指出,角動量守恒是地球自轉速度改變的根源。

當高緯度地區的冰蓋融化時,水的質量向低緯度移動,這會導致地球對軸的轉動慣量增加,從而影響自轉速度。

除此之外,地球內部圈層的相互作用、冰川融化後的地殼調整以及潮汐摩擦等因素也在其中扮演著重要角色。

近年來,科學家們已經觀察到地球自轉速度的變化趨勢正在發生微妙的變化。

原本,由于地球自轉速度的不穩定性,人們預測TAI與UT1之間的差值會逐漸增大,然而,實際觀測結果卻顯示這一差值正在減小。

這意味著地球的自轉速度可能在某種程度上減緩了。

研究者們進一步指出,如果地球沒有發生變暖,自轉速度應該會越來越快。

但全球變暖的影響似乎減緩了這種增快的趨勢,使得負閏秒即某一分鍾減少一秒的出現被推遲。

這一發現不僅讓我們重新審視地球自轉與全球變暖之間的關系,更讓我們對未來時間的度量充滿了不確定性。

閏秒的不可預測性給全球基礎設施的同步帶來了巨大挑戰。

比如不同的Web服務在處理閏秒時采取了不同的方式,而許多系統雖然可以處理額外的秒數,但難以應對秒數的刪除。

因此,負閏秒的出現可能會給這些系統帶來前所未有的困難。

其實延伸一下,描述地球轉動導致的周期變化,還可以想到米蘭科維奇理論。

米蘭科維奇理論的實質是地球跟太陽之間的軌道的差別,會使得太陽到達地球的能量有限,太陽輸入的能量有變化,而這個能量的變化又會周期性地在地球內部調整,從而使得地球氣候産生了變化,這分爲三個變化。

首先是軌道變化,地球圍繞太陽公轉的周期是會變化的,變化周期大致在10萬年左右;

其次是黃赤交角的變化,就是地球公轉和自轉軌道相交角度的變化,黃赤交角有時候是22.5°,有的時候是24.5°,它的變化周期也大致在4萬年左右;

最後還有歲差的變化,簡單來說就是我們今天北半球的遠日點是北半球夏季,但可能在地質曆史年代或者在將來,北半球的遠日點會變成北半球的冬季,這種遠日點的冬夏季節之間的交叉變化周期就是歲差,它的周期大致是2萬年。

根據這個規律,地理學家發現地球的溫度從低變到高,短短的幾千年時間就能完成;但地球溫度從最高點變到最低點,要數萬年才能完成。

所以地球變暖非常快,變冷則是慢慢變冷,然後又迅速變暖,巨量的冰的融化與凝結,爲塑造地表形態提供了相當可觀的能量。

在這個看似尋常卻又充滿未知的時代裏,我們不禁要思考:當科學家們預言的“未來更慢”成爲現實時,我們的生活將會發生怎樣的變化?

我們又該如何應對這一挑戰?或許,這是我們這個時代需要共同面對和解決的問題。

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