隨著全球氣溫升高融化地球極地冰蓋,轉移的水正在造成如此巨大的地球質量重新分佈,以至於其自轉速度正在下降。 這種不尋常的氣候變化結果正在與其他影響地球自轉速度的力量相互作用,其方式最終甚至可能改變我們計時的方式。 根據週三發表在《自然》雜誌上的一項新研究,在短短幾年內,我們可能不得不首次刪除一個“閏秒”。
“這是我們從全球變暖中看到的又一件‘前所未有’的事情:這種效應大到足以改變整個地球的自轉,” 斯克裡普斯海洋研究所的地球物理學家、研究合著者鄧肯·阿格紐說。
覆蓋格陵蘭島和南極洲的數英里厚的冰蓋質量對海洋產生強大的引力。 隨著冰蓋融化,所有這些質量都從兩極轉移到赤道,從而減少了這種引力,並導致地球自轉減速。 為了理解為什麼會發生這種情況,想象一下一個花樣滑冰運動員優雅地在冰上旋轉,雙臂緊緊地抱在頭周圍。 當他們逐漸放下手臂並將肢體向外伸展時,他們的旋轉速度會減慢。
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“冰融化的影響是如此多方面,這真是太有趣了,” 凱莉·金尼說,她是一位專門研究冰蓋對峽灣環流影響的物理海洋學家,並未參與這項新研究。“我們不斷發現[冰融化]正在改變氣候和地球的新方式,而這項研究真正突出了這一點。”
這一發現對計時產生了一些驚人的影響。 世界上大多數地區使用協調世界時 (UTC) 來調節時鐘和時間。 由於在過去的幾十年中,測量技術變得非常精確,因此偶爾會在 UTC 中新增閏秒,以補償地球自轉的減慢,這與各種其他因素有關。 例如,太陽和月球的引力都會在海洋中產生潮汐隆起,從而減緩地球的自轉。
當新增閏秒時,指定日期的最後一分鐘會延長到 61 秒,額外的秒標記為 23:59:60。 這保持了民用時間(基於地球相對於太陽的自轉和日常生活中使用的標準時間)與更精確的原子時間之間的一致性。
阿格紐發現,極地冰蓋融化造成的減速有效地掩蓋了地球液態外核旋轉變化引起的地球自轉加速。 在過去的 50 年裡,一天縮短了大約 0.0025 秒。 如果全球變暖從未發生,我們可能需要更早地減去一個閏秒。 但阿格紐估計,在全球變暖的影響下,我們將在 2028 年或 2029 年左右需要這樣做,儘管他承認他的預測是不確定的。“以前從未有過負閏秒,閏秒本身一直是執行計算機網路的人們的問題,”阿格紐說,考慮到許多關鍵系統都依賴於精確的計時。“不得不包括一個負閏秒將是一個更大的問題,因為他們以前從未這樣做過。”
但拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的物理學家斯帕爾·韋伯並未參與這項新研究,他認為閏秒在電信領域之外並不重要。“我很驚訝他們仍在實施閏秒,”他說。“地球的自轉一直在變化。” 2022 年,負責全球計時的國際計量局 (BIPM) 投票決定在 2035 年之前廢除閏秒。 這項新研究將如何影響這一決定還有待觀察。
“儘管我們作為人類有感知,但地球並不是一個完美的時間守衛者,” 哈佛大學地球物理學家傑裡·X·米特羅維卡說,他審閱了這項新研究,併為《自然》雜誌共同撰寫了一篇評論文章。 他說,這些發現突出了我們的生活經驗與我們周圍的技術之間的差距。“我們如何處理這種差距?” 他說。“我們是否繼續透過在一天的定義中新增或減去秒來解決這種差距,還是我們接受這種不規則的差異是正常的,並放棄持續校正的麻煩?”
