今天(2月11日)央視新聞頻道播出一則訊息:地球自轉速度在加快,一天已不足24小時,就此央視記者還電話專訪了中國科學院國家授時中心的專家劉次沅。據介紹,自2020年7月份開始,地球自轉速度明顯加快,一天所經歷的時間長度常常少於86,400秒。根據原子鐘資料顯示,2020年7月19日是有記錄以來最短的一天,這一天的時長比24小時縮短了1.4602毫秒,而這樣的情況還在持續地加劇。
地球赤道的周長約為40,000km(L=2πr=2*3.14*6400),自轉線速度為466 米/秒,地球自轉一圈是 24小時。眾所周知,地球如此生機勃勃,除了距母星(太陽)的距離恰到好處之外,自轉速度也是至關重要的因素。如果地球自轉速度加快,自轉週期縮短,其引力場範圍、自轉軸傾斜度都將會發生變化,地月關係也會改變,會逐漸將月球拉扯到地球的附近,這對地球生物的繁衍生息都會帶來不利的影響,或許可認為地球要開啟末日之旅。
地球自轉軸及傾斜角
記得40多年前的一次物理考試卷上曾有一道1.5分的單選題:"假如地球自轉速度突然加快,赤道上的物體質量將會:a)不變、b)變輕、c)變重、d)飄起來”,當時不加思索地選擇了"b"。但那個年代提出這樣的問題都是一種假設,未曾想到幾十年後的地球自轉速度真的在變快,地球自身嚴謹的執行規律也在發生著變化。那麼是什麼原因導致地球轉快了呢?德國漢堡氣象研究所費利克斯·蘭德爾博士領導的一項研究,從2007年開始利用計算機模型分析海洋變暖對全球水分佈的影響,結果表明,隨氣候變暖不斷加速,地球的旋轉也在加快,並致使極端氣候更加頻繁地出現,其累計的後果對人類來說都是災難性的。
地球極地處冰雪融化
自從1765年第一次工業革命(蒸汽機時代)開始以來,人類開始利用地殼內部的煤炭作為主要能源,向地球大氣層內排放大量的二氧化碳,導致全球地表溫度上升,讓南北極的封凍億萬年的冰層開始融化,海平面升高。與此同時,赤道附近的海水也更多流向南北兩極,使得地球的質量開始有了變化,導致了地球自轉速度加快,就像溜冰運動員收攏雙臂,從而加快旋轉速度一樣。
第一次工業革命(蒸汽機時代)
第二次工業革命自1870年(距第一次工業革命100年左右)開始,以內燃機和電力為標誌,所利用的能源主要是地殼深處的石油和天然氣。兩次工業革命大幅度地提高了生產力,加快了城市化的程序,工業文明逐漸取代了農業文明,人們的生活方式發生了翻天覆地的變化,世界經濟的發展也進入了快車道。但兩次工業革命也對人類賴以生存的地球家園造成了不可逆轉的破壞,1)地球誕生以來所儲存的煤炭、石油、天然氣開採殆盡,同時能源的利用也致使一氧化碳、二氧化碳、氟利昂等的排放量急劇增加。2)生產用地增加,減少了很多動物的棲息地,導致大量動物瀕臨滅絕的困境。3)人類採用的先汙染後治理的補救方式代價太大,得不償失。
發電廠上空
目前,地球轉速加快或不足以引起人類的恐慌,但其累計的結果存在巨大的風險,自然規律一經破壞,量變定將引發質變。如果地球自轉速度持續加快到一定程度,赤道附近的物質會脫離地球引力範圍,兩極的物質在離心力的作用下就會向赤道移動,南北極的一部分質量向全球海洋傳遞,進而導致地球質量分佈發生變化,無疑將威脅人類的生存。
溫室氣體排放閾值
地球是全人類共同的家園,氣候變化問題從上世紀八十年代開始就引起了世界各國專家的重視,國際社會一直在尋找公平合理地控制溫室氣體排放、解決氣候變化問題的途徑,已達成的協議如下:1)1992年聯合國環發大會開放簽署《聯合國氣候變化框架公約》,成為國際應對氣候變化談判的主渠道。2)1997年達成《京都議定書》,要求發達國家承擔量化的減排指標。3)2015年在巴黎氣候變化大會上通過了《巴黎協定》,並確立了溫控目標,即“把全球平均氣溫較工業化前水平升高控制在2攝氏度之內”。
地球工程
人類對於自然環境,以及人與自然之間關係的理解,經歷了一個漫長的發展過程,人地關係的思想也經歷了從崇拜自然、改造自然、征服自然到謀求人地協調發展的過程。在應對全球氣候變暖的方案之中,其中一項應急措施就是“地球工程”,也稱之為“氣候工程”,具體包括兩種型別的幾種手段:第一種型別是碳移除地球工程:1)主要手段是透過海底施肥,將二氧化碳迅速沉降到海底;2)植樹造林、3)土壤固碳、4)生物質碳捕獲、5)土地利用管理等來降低大氣中的溫室氣體碳濃度。第二種型別是減少進入到大氣層的太陽輻射,為地球“直接降溫”,其主要手段是1)在大氣層中的平流層人為注入氣溶膠、亮化增白大氣中的雲層;2)透過增加反照率,把一些太陽光散射回太空,從而減少地球吸收的輻射,降低地球變暖的速率。
地球上空架設反光鏡降低太陽輻射
雖然地球工程是一個有爭議的領域,但近年來國際間主要的研究機構都開始參與到地球工程的研究中來,從理論上深化地球工程在應對全球氣候變化中的作用和可能的影響。值得慶幸的是,美國前總統川普黯然下臺,應對全球氣候變暖的國際間合作得以順利進行,全球一體化程序也在走向正常軌道。