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在很多門(mén)類(lèi)的化石的表壁上，有類(lèi)似樹(shù)木“年輪”的痕跡，被稱(chēng)為古生物鐘，可以用來(lái)當(dāng)作計(jì)時(shí)器。根據(jù)“古生物鐘”的研究發(fā)現(xiàn),，地球和自轉(zhuǎn)速度在逐年變慢。 1月12日,，中科院國(guó)家授時(shí)中心預(yù)告,， 2015年6月30日（格林尼治時(shí)間）實(shí)施一個(gè)正閏秒，全世界的鐘表都需要撥慢一秒鐘,。 閏秒并不罕見(jiàn),，從1972年至今，已經(jīng)進(jìn)行了25次閏秒的調(diào)整,。為什么要閏秒,？在這幾天各種媒體的密集科普中，我們得知,，地球自轉(zhuǎn)變慢,，日子越變?cè)介L(zhǎng)，“世界時(shí)”與“原子時(shí)”出現(xiàn)了“鐘差”,，需要調(diào)整統(tǒng)一,，不然大約幾千年以后，人類(lèi)的使用時(shí)間將與自然時(shí)間出現(xiàn)近1小時(shí)的“時(shí)差”――太陽(yáng)的東升西落將推遲一個(gè)小時(shí),。 地球自轉(zhuǎn)為什么“不趕趟兒”了,？“地球?qū)嶋H是個(gè)每時(shí)每刻都在變化的不安分的調(diào)皮孩子”，有學(xué)者這樣形容地球的自轉(zhuǎn),，引起這些變化的原因多種多樣,，從科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的“蛛絲馬跡”中，我們一起來(lái)探究地球自轉(zhuǎn)的“秘密”,。 長(zhǎng)期趨勢(shì)：變慢 大約100年后,，地球上每天增加1.8毫秒 “從遠(yuǎn)古時(shí)代起，地球上的人類(lèi)就以每天太陽(yáng)東升西落來(lái)計(jì)算時(shí)間,。也就是說(shuō),，這是將以太陽(yáng)為參考點(diǎn)的地球自轉(zhuǎn)周期作為人們生產(chǎn)生活的時(shí)間判斷標(biāo)準(zhǔn)。”歷算專(zhuān)家,、中科院南京紫金山天文臺(tái)副研究員成灼在接受媒體采訪時(shí)表示,。 一秒有多長(zhǎng)，取決于一天有多長(zhǎng),，也就是地球自轉(zhuǎn)周期,。如果地球自轉(zhuǎn)周期是穩(wěn)定不變的，嚴(yán)格地1日旋轉(zhuǎn)1周，那么計(jì)量時(shí)間的世界時(shí)單位1秒（即1/86400日）就是固定不變的,。但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),，這把測(cè)量時(shí)間的“尺子”并不準(zhǔn)確。 研究發(fā)現(xiàn),，長(zhǎng)期來(lái)看地球的自轉(zhuǎn)變慢了,，南京大學(xué)天文學(xué)系教授蕭耐園介紹說(shuō)，大約100年后,，地球上每天就要增加1.8毫秒,，并且這1.8毫秒是一個(gè)加速度。 證據(jù)：古生物鐘留下時(shí)間的痕跡 地球自轉(zhuǎn)變慢,，日子越變?cè)介L(zhǎng),，目前的天文觀測(cè)和古生物化石的研究都印證了這一點(diǎn)。 在很多門(mén)類(lèi)的化石的表壁上,，有類(lèi)似樹(shù)木“年輪”的痕跡,，被稱(chēng)為古生物鐘，可以用來(lái)當(dāng)作計(jì)時(shí)器,。因此,，很多門(mén)類(lèi)的化石都是地質(zhì)時(shí)代的見(jiàn)證物。為什么在這些化石上能顯示出歲月呢,？古生物鐘學(xué)家提出了各種各樣的學(xué)說(shuō),，包括潮汐在海洋生物身上留下的痕跡，動(dòng)物定時(shí)進(jìn)食造成的線(xiàn)索,，或是生育周期出現(xiàn)的標(biāo)志,，但古生物鐘究竟是如何形成的，科學(xué)家仍在積極地探索,。 根據(jù)“古生物鐘”的研究發(fā)現(xiàn),，地球和自轉(zhuǎn)速度在逐年變慢。如在4.4億年的晚奧陶紀(jì),，地球公轉(zhuǎn)一周要412天,；到4.2億年前的中志留紀(jì)，每年只有400天,；3.7億年前的中泥盆紀(jì),，一年為398天。到了億年前的晚石炭紀(jì),，每年約為385天,；6500萬(wàn)年前的白堊紀(jì)，每年約為376天,；而現(xiàn)在一年只有365.25天,。據(jù)天體物理學(xué)的計(jì)算,，證明了地球自轉(zhuǎn)速度正在變慢。 1963年威爾斯觀察到現(xiàn)代珊瑚中一年生長(zhǎng)的骨胳上有大約360條很細(xì)的生長(zhǎng)線(xiàn),，并指出這些生長(zhǎng)線(xiàn)實(shí)際上可能是每天生長(zhǎng)周期的標(biāo)志,。威爾斯研究了產(chǎn)于泥盆紀(jì)和石炭紀(jì)保存良好的標(biāo)本，他發(fā)現(xiàn)石炭紀(jì)珊瑚年生長(zhǎng)線(xiàn)為385―390圈,，而泥盆紀(jì)珊瑚則有400圈左右（385―410條之間）,。這與用天文學(xué)方法求得的各地質(zhì)時(shí)期每年的天數(shù)大體相等。 成因復(fù)雜,，地球自轉(zhuǎn)動(dòng)能或被潮汐消耗 地球自轉(zhuǎn)變慢雖然證據(jù)確鑿,，但原因卻很復(fù)雜。除了地殼運(yùn)動(dòng),，被廣泛提及的一點(diǎn)是天體之間的摩擦,。地球是宇宙中的一顆星球,，自轉(zhuǎn)速度受到太陽(yáng)系中各行星運(yùn)轉(zhuǎn)及其相互引力的影響,，專(zhuān)家表示，太陽(yáng)和月亮的潮汐力作用引起了摩擦,，產(chǎn)生的熱量被耗散掉,，消耗了地球自轉(zhuǎn)的動(dòng)能，使得其轉(zhuǎn)動(dòng)變慢,。 另外,，在20世紀(jì)20年代，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了地球自轉(zhuǎn)周期性變化的一些規(guī)律,，由于地球上的季節(jié)性氣流和洋流的運(yùn)動(dòng),，造成了地球自轉(zhuǎn)在春季慢一些、在秋季快一些,。此外,，地表河流、水汽侵蝕,，甚至人類(lèi)活動(dòng)都會(huì)對(duì)地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響,。 偶然因素：加快 地震使自轉(zhuǎn)時(shí)間出現(xiàn)微秒級(jí)變化 2011年3月11日，日本本州島附近海域發(fā)生8.9級(jí)地震（后修正為9.0級(jí)）,，這次日本地震是1900年以來(lái)第5大強(qiáng)震,。在果殼網(wǎng)的一篇關(guān)于這次地震的文章中指出，根據(jù)美國(guó)宇航局（NASA）地球物理學(xué)家葛羅斯(Richard Gross)的計(jì)算,，它導(dǎo)致地球每天的自轉(zhuǎn)時(shí)間減少了1.6微秒,。有心的讀者應(yīng)該還記得，類(lèi)似的情況在2010年智利地震之后也出現(xiàn)了,，當(dāng)時(shí)的計(jì)算結(jié)果是地球自轉(zhuǎn)時(shí)間減少1.26微秒,。而2004年發(fā)生在蘇門(mén)答臘的地震,，則使得地球自轉(zhuǎn)快了6.8微秒。 一般我們想象中的地球是一個(gè)光滑精致的球體――珠穆朗瑪峰的海拔高度（8848米）只相當(dāng)于地球半徑（6400千米）的千分之一,，我們手中的乒乓球都比地球表面粗糙得多,。不過(guò)，地球并不是一個(gè)完全不變形,、強(qiáng)度無(wú)限大的剛體玩具,。眾所周知的“板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)”就認(rèn)為整個(gè)地殼是個(gè)支離破碎的結(jié)構(gòu)，并且各部分還在不停地相互擠壓沖撞,。我們所見(jiàn)到的高原山峰,、巨大海溝就是板塊運(yùn)動(dòng)的杰作。地震也是這種運(yùn)動(dòng)的形式和后果之一,。 地震為什么會(huì)使地球自轉(zhuǎn)加快,？文章中這樣解釋?zhuān)瑢?duì)于旋轉(zhuǎn)的地球來(lái)說(shuō)，其自轉(zhuǎn)速度的快慢跟它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān),。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō),，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就是質(zhì)量乘以半徑的平方。地殼運(yùn)動(dòng)（包括地震）會(huì)影響地球內(nèi)部的物質(zhì)分布,。一般來(lái)說(shuō),，正如水向低處流，物質(zhì)傾向于向地心方向運(yùn)動(dòng),，這樣地球的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就會(huì)減小,，從而使地球的轉(zhuǎn)動(dòng)速度加快。 閏秒調(diào)整 一秒的代價(jià) 正像我們前面所說(shuō),，因地球自轉(zhuǎn)速度在不斷減慢,，依地球自轉(zhuǎn)而訂的世界時(shí)與原子時(shí)有時(shí)無(wú)法保持一致。為此,，人們發(fā)明了調(diào)整方法,，令時(shí)間保持準(zhǔn)確。 全世界有那么多定位衛(wèi)星,，還有數(shù)不勝數(shù)的基于時(shí)間提供服務(wù)的機(jī)構(gòu),，要讓世界各國(guó)在同一個(gè)瞬間增加一個(gè)閏秒，絕非易事,。稍有疏忽,，電腦、手機(jī),、空中交通管制和金融交易市場(chǎng)就會(huì)因時(shí)間誤差而導(dǎo)致混亂,。而且，基于閏秒出現(xiàn)的無(wú)規(guī)律性和不可預(yù)知性,，要在設(shè)備上預(yù)留“置閏”設(shè)置也非常麻煩,?？偠灾瑸榱硕嘁粋€(gè)“嘀嗒”,，全世界要多付出許多人力財(cái)力成本,。更難的是，隨著全球化的深入,，一旦有一兩個(gè)國(guó)家拒絕采用閏秒或者沒(méi)有精確完成置閏,，許多高精度系統(tǒng)就無(wú)法在全世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)銜接。 不“閏”行不行,，今年或見(jiàn)分曉,？ 既然閏秒的代價(jià)不小，那么取消閏秒,，擯棄由地球和太陽(yáng)構(gòu)成的“天然大鐘”,，在軍事、商業(yè),、科學(xué)測(cè)繪等各個(gè)領(lǐng)域徹底采用原子時(shí)行不不行,？ 中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)原臺(tái)長(zhǎng)、上海市天文學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)趙君亮曾在接受采訪使表示,，如果取消閏秒,，完全按照原子時(shí)生活，將“割裂人類(lèi)生活的時(shí)間與大自然之間的內(nèi)在聯(lián)系,。”有人這樣描述原子時(shí)：“作為科技進(jìn)步的產(chǎn)物，全面采用原子時(shí),，意味著人們可以完全擺脫地球自轉(zhuǎn)與日月更替,，孤獨(dú)地奔跑在向前的路上。” 根據(jù)國(guó)際計(jì)量局測(cè)算,，如果沒(méi)有閏秒,，約5000年后原子時(shí)將和世界時(shí)差1小時(shí)。在更遙遠(yuǎn)的未來(lái),，原子時(shí)意義上的正午,，對(duì)應(yīng)的景象則是滿(mǎn)天星斗，這樣一來(lái),，許多歷史記載中的“某年某月某日某時(shí),，發(fā)生某事件”，將很難令后人理解,，因?yàn)?ldquo;某時(shí)”在彼時(shí),，對(duì)應(yīng)的已經(jīng)是完全另外一副景象。“這種局面意味著人類(lèi)對(duì)于伴隨自我進(jìn)步的‘時(shí)間文化’的一次拋棄”,。 閏秒是去是留,？這場(chǎng)爭(zhēng)論從1999年開(kāi)始持續(xù)至今,，在2012年1月的國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線(xiàn)通信全會(huì)上，決定把“最后決定時(shí)刻”推遲到今年,。 專(zhuān)家分析,，用“閏分”或“閏時(shí)”來(lái)取代閏秒可能是個(gè)比較好的折中方案。如采用閏分,，大約100年調(diào)整一次,；閏時(shí)則是5000多年調(diào)整一次。比起每隔若干年就要調(diào)整一次的閏秒,，這樣至少不太折騰,。
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