“忒伊亚”撞击地球的假说,这次撞击产生了月球
除了其它天体之外,地球自身也会影响自转速度。内部的地核、地幔结构如果发生了变动,会导致密度分布改变,造成自转速度变化。而地球外面包裹着一层厚厚的大气层,在地球转动时,大气层也会跟着转动,但却会受到一个科氏力的影响,形成“地转风”。在这一过程中,大气层对地面有摩擦作用,从而减慢地球的自转速度。
说到这里,估计很多网友都要提出质疑了:前面讲了这么多因素,似乎地球自转一直是在减速,为什么现在又说自转变快了呢?这是由于月球和大气层对自转的减速作用是缓慢而长期的。7000万年前的白垩纪时期,一天的长度约23.5小时,相当于每年只增加了0.026毫秒。
大气层也会拖慢地球自转
因此,如果地核内外层、海洋、潮汐运动和大气层发生了某种变化,就有可能造成地球在短时期内加速旋转。还有一些研究人员则认为这与“钱德勒摆动”有关。钱德勒摆动是指地球自转轴相对于地球表面的小幅度运动。由于地球不是一个标准球体,如果自转轴发生变化,转动惯量会发生微小的变化,从而影响自转速度。
不管是什么原因,地球自转在近年来确实有所加快,现在一天的时间也比24小时少了1.59毫秒。这一点几毫秒的时间,对人类社会能造成什么影响呢?比想象中的要更大!首当其冲的就是负闰秒问题。
地球自转轴会发生微小的变化
现在的计算机、通信系统乃至智能手机都通过网络时间协议(NTP)服务器来获取准确的时间,而NTP的时间来自于协调世界时(UTC),它通常使用原子钟来获取时间。原子钟通过原子的共振频率来计时,误差非常小,1亿年的误差不超过1秒。
但是由于地球自转不均匀,一天的长度并不是严格的24小时,而是每天都有误差。这种误差积累地多了,甚至会和原子钟的时间差出1秒。为了使UTC时间与地球自转一致,就需要在添加或减掉1秒,被称为正闰秒或负闰秒。这一操作一般会在年底或年中进行。
自1972年以来,闰秒已经出现过27次,由于地球自转的长期趋势是在减慢,所以这27次一直都是添加正闰秒。上一次是2017年1月1日7时59分60秒。当“正闰秒”发生时,一分钟将有61秒,例如在23:59:59之后不是00:00:00,而是会多出一个23:59:60。
地球自转减慢会产生正闰秒
正是这多出的一秒钟,经常会对计算机和网络造成困扰,甚至引发灾难性的影响。2012年,社交网站Reddit因为闰秒而遭遇一次大规模停机,用户在30到40分钟内无法访问此网站,工程师不得不重启服务器。2017年,美国云安全网络公司Cloudflare受闰秒影响,导致托管在该公司的部分网络资源暂时脱机。
针对闰秒问题,谷歌曾于2011年提出“闰秒弥补”方案,也就是通过调整网络时间协议(NTP)服务器,每次更新时增加几毫秒,弥补闰秒多出来的那一秒钟,以保证服务器能够正常运行。这一方法能够比较好地解决正闰秒问题,然而现在地球自转忽然又加速了,在未来有可能产生负闰秒,此时“闰秒弥补”就无能为力了。