【果殼地震特輯】地球自轉為何減少1.6微秒？

美國宇航局科學家聲稱，日本這次地震導致地球自轉快了1.6微秒。有人把這與“2012世界末日”聯系在了一起，但其實這種微秒量級改變對于人們的日常生活沒有任何影響。而且，即使沒有發生地震，地球的自轉速度也一直處于變化當中。

圖片說明... （果殼網/圖）

3月11日，日本本州島附近海域發生8.9級地震（后修正為9.0級），這次日本地震是1900年以來第5大強震。根據美國宇航局（NASA）地球物理學家葛羅斯(Richard Gross)的計算，它導致地球每天的自轉時間減少了1.6微秒。有心的讀者應該還記得，類似的情況在去年智利地震之后也出現了，當時的計算結果是地球自轉時間減少1.26微秒。而2004年發生在蘇門答臘的地震，則使得地球自轉快了6.8微秒。

有些人將這種地球“自轉加快”的效果與“2012”之類的末日論聯系在一起?？蓪嶋H上，這種微秒量級改變對于人們的日常生活沒有任何影響。這種微不足道的變化只有用最精密的地球衛星才能觀測出來。

轉動慣量變小，自轉變快

一般我們想象中的地球是一個光滑精致的球體——珠穆朗瑪峰的海拔高度（8848米）只相當于地球半徑（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，地球并不是一個完全不變形、強度無限大的剛體玩具。眾所周知的“板塊構造學說”就認為整個地殼是個支離破碎的結構，并且各部分還在不停地相互擠壓沖撞。我們所見到的高原山峰、巨大海溝就是板塊運動的杰作。地震也是這種運動的形式和后果之一。

對于旋轉的地球來說，其自轉速度的快慢跟它的轉動慣量有關。簡單的來說，轉動慣量就是質量乘以半徑的平方。地殼運動（包括地震）會影響地球內部的物質分布。一般來說，正如水向低處流，物質傾向于向地心方向運動，這樣地球的轉動慣量就會減小，從而使地球的轉動速度加快。

地球一年曾有400天

即使沒有發生地震，地球的自轉速度也一直處于變化當中，只是幅度很小罷了。除了地殼運動，很多因素都會影響地球自轉。比如海洋潮汐，海水的摩擦作用使地球自轉每百年變慢約千分之一秒；又比如季節變化，冰雪尤其是冰川的增厚和消融調整水的分布，使得秋天的地球比春天的地球要快大約千分一秒（相比之下，1微秒不過是百萬分之一秒而已）；此外大氣運動（風暴等）、海洋洋流、地表河流、水汽侵蝕，甚至人類活動都會產生影響。因此地球實際是個每時每刻都在變化的不安分的調皮孩子。

實際上，就連地球物理學家們也不清楚究竟有多少因素在影響地球自轉。這些變化雖然都很微小，對于古人和我們的日常生活幾乎是無所謂的。當然，這些微小變化的長期歷史積累效果可能很顯著，比如4億年前地球一年大約有400天，自轉速度比現在快得多。不過，現在的情況就不同了。如今，許多科學儀器的計時精度要高于1微秒，所以科學家們隨時保持警惕，監測地球時刻的變化。也正因為如此，我們才得以發現本次地震造成地球自轉加快。

離赤道越遠，越容易造成地軸偏移

NASA同時還指出，這次日本地震使地軸的位置改變了約25厘米。這個變化就比較容易理解了——地震只是發生在地球的一隅，局部的物質分布改變顯然會影響地球對稱軸的位置。有意思的是，2004年蘇門答臘9.1級強烈地震發生之后，NASA曾嘗試尋找其造成的偏移，卻幾乎沒有發現任何有關的信號。其實，這是因為地震位置靠近赤道，對地球形狀軸的改變并不明顯。雖然后來的智利和日本地震的烈度要小一些，但由于它們遠離赤道，更接近兩級，所以會造成更為明顯的地軸偏移。 [1]

與影響地球自轉速度的因素相似，地軸的指向隨著物質分布的變化也在隨時發生改變，地震也僅僅是其中一種因素，這并不會帶來嚴重的后果。

參考資料
[1] 智利地震震“歪”了地軸?

來源：（果殼網）