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研究表明:水力发电会影响地球转动

来源:科探侠   作者:龙葵草   时间:2021-03-02

人类文明的出现使得地表面貌发生了巨大的改变,人类逐渐将一部分自然环境改造成人类活动区域,并在改造的过程中不断地影响自然气候环境,例如改变气候、土壤和水体的发展方向。这些表明人类的存在给地球造成了巨大的影响,除此之外,科学家通过研究发现,人类的存在还会影响到地球的自转。

我们常说,地球上缺了谁照样转,缺了谁太阳明天照样从东边升起、西边落下,但这句话是针对个人而言,如果是针对全人类,那么情况则有所变化,因为全人类确实能够影响到地球的自转。那么人类做了什么,导致地球自转受到影响呢?

为什么地球自转时间与一天的时间不同?

首先我们要明确一个问题,即地球自转时间并非与一个地球日完全吻合,前者的长短在不断发生变化,后者在人为的定义中固定为24小时。为了便于研究地球的自转情况,很早就有科学家为地球假设一条虚拟的自转轴,这条自转轴贯穿地球的南北极,但它并非与地球自转平面垂直,而是呈一定的角度,这就导致了地球自转一圈需要耗费23小时56分4.09秒。

因此从严格意义上来讲,地球上的一天并不能用地球自转一周的时间来衡量,那么一天24小时又是如何定义的呢?科学家发现地球自转周期不足24小时后,也发现了地球公转一周的时间比365天多一点,因此为了综合自转不足和公转有余的情况,科学家用公转周期多余的时间来填补自转周期。

因此,地球上的一天也可以用地球自转一周的时间来衡量,不过这个自转必须的参考必须以太阳为中心,只有地球上某一个点以太阳为参照物转过一圈后才算是一天。由此可见,一天24小时是人为定义的,真实的地球自转周期在历史上发生了不同程度的变化,那么是什么原因导致地球自转出现波动呢?

什么原因导致地球自转速度出现波动?

上世纪就有科学家提出要建设一套更加精确的装置来计算地球自转和公转的周期,于是以恒星背景为参考的原子钟出现了。后来许多科学家通过原子钟测算出地球自转速度存在小幅度波动,经过深入研究发现这种现象由三方面的因素导致,分别是天文因素、地理因素和人类因素,其中影响最大、最持久的因素是天文因素。

首先来讲讲天文因素,地球是地月系统的中心天体,月球与地球之间存在相互的潮汐作用,这表现为月球的引力导致地球海洋表面形成海浪,不停地运动,而地球对月球的引力导致了月球长期只能以固定的一面朝向地球。导致地球自转速度发生波动的天文因素主要是月球对地球的潮汐作用,使得海洋表面形成海浪不断冲击海岸,直接损失了地球的自转动量。

地球的自转动量减少后,它的自转速度就逐渐变慢,导致自转周期逐渐变长。有研究显示,即使是地球上精度最高的钟表,每经过一定的周期都需要将调整一下钟表,背后的原因就是地球自转速度有变化。而且有研究表明,在恐龙存在的时代,地球上的一天只有23小时左右,可见地球自转速度减慢是真实存在的。

还有什么因素导致地球自转加快?

除了天文因素之外,地球自身的因素和人类因素也会造成地球自转速度的波动,但是这两方面的因素只会让地球自转加快。在正式了解之前,我们首先需要了解一个概念——自转动量守恒。这个定律指的是一个物体的自转动量是守恒的,用公式表示就是角速度乘上转动惯量。如果角速度增加了,那么转动惯量就会减少;如果转动惯量增加了,那么角速度就会减小。

所谓的转动惯量指的是地球质量的分布情况,地球质量更加集中时,转动惯量就减小。地球因素和人类因素导致地球自转加快,相当于角速度增大了,那么寻找背后的原因并不难,就是找到什么原因导致了地球转动惯量减小了。从地球因素来看,地震恐怕是最大的因素。地震是最常见的地质活动现象,它会导致重元素下降,氢元素上升,从而使得地球的质量集中。

换而言之,地震会导致地球的转动惯量减小,进而导致自转速度增加。从人类因素来看,气候变暖恐怕是最大的因素。全球气候变暖导致两极地区和其他高纬度、高海拔地区出现了冰川冰盖融化的现象,使得全球海平面上升,导致地球质量分布更加平均,最终导致转动惯量减小,自转速度提升。

还有一个人为因素影响了自转速度,那就是修建水坝。在自然状态下,中高纬度地区的水一般会流向低纬度地区,使得低纬度地区聚积了大量的水。但是人类修建水坝后,流向低纬度的水减少,速度也变慢了,让地球的质量分布更加平均,地球的转动惯量也减小了。

从整体影响上来看,天文因素对地球自转速度的影响更大,但随着地球气候变暖的趋势逐渐恶劣,恐怕未来它所造成的影响会赶上天文因素。一直以来,人类都在研究气候变暖如何影响到自然环境和自然生物,但并没有意识到气候变暖除了会影响地表的情况,还会影响地球自身的情况。

地球自转速度的减慢导致对月球的束缚减弱,未来月球很可能会逐渐远离地球。虽然这个过程将是十分漫长的,但未来生活在地球上的生物有可能看到的月亮越来越小。如果他们也发展出了文明,那么同样可以通过考古、地质和天文研究探索这个现象的原因,最终发现竟然是上一个地球文明导致月球的远离,那人类的责任确实重大。

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