地球自转速度因海平面上升而以前所未有的速度减缓

更长的白天即将来临

一项新研究发现，地球自转速度正以数百万年来未曾出现的速度减缓，主要驱动力是人类造成的：当气候变暖时，极地冰盖和冰川的质量向世界海洋的重新分配。当水从陆地移向大海时，它改变了地球的转动惯量，以可测量的方式减少了地球自转的速度——使每一天都比上一天略微变长。

从绝对意义上讲，这种影响很小——我们谈论的是每个世纪每天几毫秒——但它可以通过精密计时仪器检测到，目前正以研究人员所称的"几乎前所未有的"速度被测量，在地质记录中。这一发现为气候变化的物理后果目录增添了新的维度，将化石燃料的燃烧与地球自转的机制联系起来，这是以前几代人无法测量的。

旋转质量的物理学

融化的冰与地球自转速率之间的联系是角动量守恒的后果——这是同一原理，导致旋转的花样滑冰选手在收起手臂时加速，展开手臂时减速。质量相对于旋转轴的分布决定了物体在给定角动量下旋转的速度。

当格陵兰岛或南极洲的冰融化时，集中在高纬度地区的质量——靠近极点，相对靠近地球的旋转轴——流向海洋，在那里它全球分布，但平均而言最终位于较低纬度，远离旋转轴。这种重新分配相当于花样滑冰选手展开双臂：它增加了转动惯量，从而降低了旋转速率。

前所未有的程度有多大？

研究使用"几乎前所未有的"需要解释。地球的自转速率在地质时间尺度上变化很大，由多种因素驱动，包括月球的逐渐后退（它通过潮汐摩擦减缓地球的自转）、冰后回弹（冰河时代冰川重量移除后地壳的缓慢反弹），以及地幔和地核中质量的运动。

由冰融化和海平面上升驱动的当前减速率，被描述为与行星科学家从地质代理数据推断的剧烈冰川变化时期的幅度相当。在记录中找到可比较的速率需要回溯数百万年，当时大陆和冰川的配置大不相同。在现代全新世时代的背景下——自上一个冰河时代以来的时期——当前的减速是异常的。

实际影响

精密计时——GPS、金融系统、电信网络、科学实验——取决于对地球自转速率的详细了解。国际计时当局定期添加或减去"闰秒"以协调原子时间标准与地球的实际自转。近年来，地球实际上速度略微加快（在当前减速趋势之前），导致讨论有史以来首次引入负闰秒。

较长白天的趋势可能会减少对负闰秒的直接压力，但在旋转速率变化的背景下长期管理计时将需要负责维护全球时间标准的组织的仔细关注。协调世界时(UTC)系统旨在适应逐渐的旋转速率变化，但趋势中的大幅或快速变化对基于精确时间的基础设施在操作上不便。

一个可量化的气候信号

使这一发现在科学上值得注意的不是主要是白天略微变长的实际重要性，而是气候变化的物理范围延伸到地球自身自转的证明。研究人员现在可以指向一个可测量的地球物理量——地球的自转速率——并将其最近的异常变化追溯到融化冰层和海平面上升的人为排放。

这种人类活动与行星物理之间的定量联系是正在进行的变化规模的有力说明。融化的冰不仅会淹没低洼海岸或导致更强烈的风暴；它可测量地改变了我们星球自转的速率——一个在20世纪中期大气科学家看来似乎像科幻小说的后果，现在对当代地球物理学家来说是可以测量的现实。

可以做什么

没有实际的干预措施可以专门解决自转速率变化——这是质量重新分配的物理后果，自动跟随冰融化。减缓变化速率需要减缓冰融化速率，这需要减缓全球变暖，这需要减少温室气体排放。

该研究在气候科学家在描述减排紧迫性时可以指向的具体、可测量后果列表中添加了另一项。由于人类活动，白天正在变长，速度是数百万年来未曾出现的。这是一个简单、事实性的陈述，其含义远远超出了我们下午的长度。

本文基于Gizmodo的报道。阅读原文。