据美媒3月26日报道，在法国巴黎的国际地球自转和参考系统服务组织，每年会进行几次安静的计算。技术人员将精准测量时间的原子钟与地球实际自转情况进行对比，二者并不完全匹配。每隔一段时间，原子钟就会超前，此时便会决定在全球计时系统中增加一秒。首次这样的调整发生在1972年，此后已插入了27秒。在大部分历史时期，原因可预测：数十亿年来，月球引力一直轻柔地拉扯着地球的海洋，像缓慢而稳定的刹车一样减缓着地球的自转速度。但在过去十年，这种模式变得难以预测，原子时间与自转时间之间的差距不再遵循天文学家曾预期的平滑曲线。
如今，有别的东西在干扰地球自转，它并非来自太空的外力，而是地球表面水体的流动。其物理原理很简单：花样滑冰运动员收拢手臂时旋转加快，伸展手臂时则变慢，地球也是如此。原本被锁定在极地的水如今流入海洋，使赤道附近的隆起增大，这种质量重新分布增加了地球的转动惯量，迫使地球自转变慢。奥地利维也纳大学研究员穆斯塔法·基亚尼·沙赫万迪直言：“2000年至2020年间，地球这个‘花样滑冰运动员’抬起手臂、海平面上升的速度，是此前从未有过的。”
这种变化极其微小，目前仅因气候相关因素，每天就延长约1.33毫秒，但数十年的累积偏差会破坏现代科技所依赖的精确同步。为弄清这种自转变慢是否异常，瑞士苏黎世联邦理工学院和奥地利维也纳大学的研究人员重建了360万年前地球的自转历史。他们借助有孔虫（一种单细胞海洋生物，其化石外壳保留了过去海平面的化学特征）展开研究，通过分析这些化学特征，团队能计算出历史上海平面变化如何影响地球自转。基亚尼·沙赫万迪称：“从有孔虫化石的化学成分，我们能推断出海平面波动，再通过数学方法推导出相应的日长变化。”
研究结果发表于《地球物理研究杂志》，显示当前日长增加速度在地质记录中极为突出，过去360万年里，没有哪个自然消冰期出现过如此迅速的自转变慢。苏黎世联邦理工学院大地测量学家贝内迪克特·索亚指出，这一发现将现代气候变化置于无可置疑的背景之下：“日长的快速增加意味着，至少自360万年前的上新世晚期以来，现代气候变化的速率是前所未有的。”
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在地球大部分历史中，月球引力一直是减缓地球自转的主导力量。潮汐摩擦会逐渐将地球的旋转能量转移到月球，从长远看，每天会延长约1.8毫秒，这一过程稳定且可预测。但气候驱动的自转变慢并非如此，它正在加速。同一研究团队预测，到本世纪末，冰川融化对日长的影响将超过月球潮汐的影响。索亚补充道：“到21世纪末，气候变化对日长的影响预计会比月球更强。尽管变化仅以毫秒计，但会在许多领域造成问题，例如精确的空间导航就需要关于地球自转的准确信息。”
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这种转变意义重大，远不止满足科学好奇心。卫星导航系统（如全球定位系统）依赖与地球自转同步的原子钟，哪怕几毫秒的偏差都会随时间累积产生定位错误。航天机构在轨道计算中已考虑了自转变慢因素，但由不可预测的冰川融化导致的新模式不规则性，让这些修正比因月球潮汐导致的稳定减速更难进行。该团队的方法将古气候数据与旨在考虑古代记录不确定性的深度学习算法相结合，通过研究有孔虫化石的化学成分，研究人员推断出过去海平面波动，并计算出这些变化如何改变地球自转。基亚尼·沙赫万迪称：“这一模型既体现了海平面变化的物理原理，又能应对古气候数据中固有的巨大不确定性。”
研究结果呈现了一条贯穿第四纪（当时大型大陆冰盖反复扩张和收缩）的日长变化时间线，这些自然循环曾使地球自转在不同时期加快和减慢，但没有一个变化像2000年至2020年间观察到的那样迅速。只有约200万年前的一个时期接近这一速度，即便如此，那时的变化也略慢于现代。自1972年以来，国际计时人员为使原子钟与地球自转变慢同步，已插入闰秒，但这些调整是为可预测的减速设计的，而受人类影响日益增大且不规则变化的自转速度，让闰秒系统更难管理，卫星也面临类似挑战，精确的轨道确定需要将地球的方位和自转速度精确到毫秒级以内。
基亚尼·沙赫万迪及其同事仍在持续追踪这一趋势，其工作已表明气候变化如今在日常变化中扮演的角色比此前认为的更大。在2024年发表于《自然·地球科学》的论文中，同一研究团队证明，包括冰盖融化、冰川消失和陆地水储量变化在内的气候效应，也是长周期极地运动（地球自转轴的漂移）的主要驱动因素，这两种现象相互关联，都源于相同的质量重新分布。这些数字依然很小，每世纪几毫秒的变化不会改变日常生活，但趋势明确：数百万年来，地球自转首次不再由轨道力学或自然冰循环塑造，而是由人类引发的水体流动所决定。
（原文标题：A Disruption Not Seen in 3.6 Million Years: Climate Change Is Slowing Earth’s Rotation中航资本, and the Fallout Hits Our Devices）
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