第七十一章地球的自转速度不稳定之谜   天体绕着自己的轴心转动被称为自转。地球自转一周的时间大约是23小时56分4秒,亦即我们所说的“一昼夜”或“一日”。   过去,人们一直认为地球自转的速度是均匀而恒定的,因为我们很难察觉地球的自转运动。直到17世纪末,著名的天文学家哈雷发现了月球公转的加速运动,才使德国哲学家康德开始怀疑地球的自转在长期减慢。他认为,地球上的潮汐摩擦导致地球越转越慢,而月球公转的加速运动实质上是地球自转长期减慢的一种反映。但康德的观点在当时并没有得到多数人的支持。1675年,英国天文学家弗拉姆斯蒂德也指出,地球的自转速度应该是变化的。这一推测也未能引起人们的重视。   后来,随着天体观测技术的提高,人们常常发现天体的观测数据总是和理论推算的结果不相符,这就使人们对地球自转的均匀性产生了怀疑。直到20世纪初发现了太阳的加速运动现象,人们才又重新提出地球自转速度长期减慢的问题,并开始探讨其原因。   1929年,科学家制造出了精度非常高的石英钟,用它测定地球自转周期,进一步证实地球自转运动是不均匀的,存在着长期变慢的现象,在100年里,一日的长度大约增长千分之一秒到千分之二秒。由于一日的变长不太显著,所以只有经过长期积累才会对人类活动产生影响。   对珊瑚石的研究也为地球自转速度减慢提供了有力的证据。1963年,美国古生物学家韦尔斯通过对珊瑚化石“日轮”的研究,发现在4亿年前泥盆纪时代的珊瑚化石上,每一“年轮”中有400条“日轮”,说明当时一年有400天左右,而在3.3亿年前的石炭纪时代的珊瑚化石上,则有380条“日轮”,说明当时一年有380天左右。目前珊瑚相邻“年轮”之间则有365条环纹,正好和现在一年的天数相等。如果地球绕太阳运动的轨道不变,它公转一周的时间就不大可能有变化,由此推算,泥盆纪时的一天就只有21小时54分,石炭纪时一天也只有23小时多一点。   目前,对于地球正在越转越慢的事实,人们已不再怀疑,但是对自转速度为什么会变慢这一问题,则有各种不同的见解。   除了康德早就提出的月球对地球产生潮汐摩擦这一原因外,最近又有人提出了新见解,认为潮汐摩擦只是一个方面,另外,地球半径的胀缩、地核的增生、海平面与冰川的变化等,都可能引起地球自转速度的长期变化。但这些课题,目前还处在进一步探索过程中。   随着研究的不断深入,人们发现地球自转速度还有季节变化,即在春天慢20~25毫秒,秋天又快20~25毫秒的年变化。对此,有人解释为主要是季风和洋流周期性地搬迁地表质量引起的,但也有人认为这种变化是由地面上气团的移动引起的,并作了形象的解释:每年春夏季节,有几十亿吨水蒸发变成水汽进入几百米、几千米的高空,这仿佛是地球伸向宇宙空间的许多手臂,它们能使地球自转速度减慢。地球自转好像一个溜冰的人在旋转,当他两臂伸展时,旋转速度就要变慢。同一道理,在秋冬季节,大气中的水汽回复为地表水,好像地球收紧了许多手臂,地球自转速度便又加快了。以上两种解释哪种更科学,还有待证实。   在发现转速周期变化的同时。科学家还发现地球自转有时快时慢的不规则变化。这些变化有的表现平缓,可能与地核、地幔之间的角动量交换有关。但有的却是急骤的突变,如在美国华盛顿和里士满两个地方、曾测得地球转速在1957年、1961年和1965年都有明显突变。这到底又是什么缘故?至今人们还不得其解。

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