人類活動導致地球自轉減速:創下自上新世以來最快紀錄

编辑者: Tatyana Hurynovich

根據維也納大學與蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)專家的最新地球物理研究,人類活動引發的氣候變遷正導致地球自轉速度以前所未有的速度減慢。這項發表於《地球物理研究期刊:固體地球》(Journal of Geophysical Research: Solid Earth)的數據顯示,在2000年至2020年期間,地球一天的長度平均每百年增加1.33毫秒。這種減速節奏被認為是過去360萬年來最快的一次,其歷史可追溯至上新世晚期。

造成這種全球性「煞車」現象的核心機制,源於兩極冰蓋與高山冰河加速融化所引發的全球質量重新分配。當原本集中在旋轉軸附近的冰層融化後,釋放出的水分流向世界大洋,並向赤道附近聚集。這個物理過程與花式滑冰運動員在旋轉時伸展手臂以增加轉動慣量的原理如出一轍,進而導致行星自轉速度下降。

為了量化這一現象,包括蘇黎世聯邦理工學院的太空大地測量學教授 Benedikt Soja 與維也納大學研究員 Mostafa Kiani Shahvandi 在內的科學家團隊,採用了創新的研究方法。他們透過分析底棲有孔蟲(一種單細胞海洋生物)化石外殼的化學成分,重建了過去的海平面波動,這些生物是極佳的古氣候指標。結合物理資訊擴散模型(Physics-Informed Diffusion Model, PIDM),研究人員成功還原了整個更新世及上新世晚期的日長動態。

分析結果證實,在過去260萬年的任何一次冰河週期中,都沒有出現過像21世紀初這樣劇烈的日長增長。Benedikt Soja 教授強調,當前的變化速度在過去360萬年的地質歷史中是絕無僅有的。此外,科學家預測,到本世紀末,氣候因素導致的減速力量甚至可能超越歷史上一直佔據主導地位的月球潮汐摩擦力。

雖然每日增加不到幾毫秒對日常生活看似微不足道,但對於高精度技術系統而言,這將帶來嚴重的技術性影響。關鍵基礎設施如衛星導航(包括 GPS)、天文觀測以及全球金融網絡,都極度依賴原子鐘與地球自轉數據的絕對同步。由減速引起的座標誤差可能會干擾精密校準系統的運作,造成定位與時間戳記的偏差。

在過去,為了修正原子時與天文時的偏差,國際上通常會引入「正閏秒」;然而,根據部分數據顯示,未來可能需要引入史無前例的「負閏秒」,且最快可能在2026年實施。這項研究深刻凸顯了氣候變遷正對地球的基本物理參數產生可衡量的影響,要求我們在未來的技術規劃與基礎設施維護中,必須將這些顯著的地球物理位移納入核心考量。

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來源

  • Deutsche Welle

  • Gizmodo

  • IFLScience

  • R&D World

  • ETV Bharat

  • VOL.AT

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