我们改变了地球的自转速度

全球变暖会导致地球自转速度变慢。

地月系。NASA

瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家最近通过使用人工智能技术，首次对地球自转轴相对于地壳的长期运动进行了最全面的建模和分析，揭示了其背后的多种原因。研究显示，气候变化和全球变暖对地球自转速度的影响可能比月球的影响更大。

气候变化引起两极冰盖融化，融化的冰水主要流入赤道附近的海洋，导致地球表层质量分布发生变化。这一变化会影响地球的自转速度。就像滑冰运动员在旋转时打开双臂，由于质量远离自转轴，增加了物理惯性，其旋转速度会变慢。地球的自转同样遵循角动量守恒定律。

如果地球自转速度变慢，一天的长度就会增加，尽管这种变化微乎其微。苏黎世联邦理工学院的研究表明，气候变化已经使地球的自转速度增加了几毫秒，主要原因是从极地流向低纬度的融水。

研究还发现，如果人类继续当前的温室气体排放，地球继续变暖，那么气候变化对地球自转速度的影响将超过月球的自然影响。极地融水导致的地球表面及其内部质量转移，不仅影响地球自转速度和一天的长度，还会导致地球自转轴的摆动，使地球的极点发生漂移。

通过观测和计算，研究人员发现地球的自转轴摆动幅度大约是每100年10米。除了极地融水，这种摆动还与地球内部的变化有关。地幔深处的岩石在高压下变得粘稠，并逐渐发生位移。外核的液态金属中存在的热流不仅负责产生地球的磁场，还会导致质量的转移。

通过建模，研究人员展示了来自地核、地幔和气候的多种进程如何影响地球自转轴相对于地壳的长期运动。研究特别指出，地球表面及其内部的不同进程是互相关联和相互影响的。气候变化导致地球自转轴发生漂移，而这种漂移又通过角动量守恒定律改变地核的动力学特征。

因此，持续的气候变化对地球内部的影响比之前认为的更大。尽管这些变化非常微弱，不会构成显而易见的风险，但对远距离宇宙航行可能产生影响。虽然地球自转速度变化很小，但如果我们想要向其他行星发射探测器，尤其是精确定位到另一个行星上的某个位置，地球的任何微小变化都可能导致探测器到达目的地时出现巨大的偏差。

参考
The increasingly dominant role of climate change on length of day variations
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2406930121
Contributions of core, mantle and climatological processes to Earth's polar motion
https://www.nature.com/articles/s41561-024-01478-2