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。
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。
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。
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。在果壳网的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。
闰秒调整。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。
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。”