@ 2018.04.29 , 15:00

脑洞研究:如果地球逆向旋转

脑洞研究:如果地球逆向旋转
credit:图虫创意

数十亿年来,地球都在以和太阳同样的方向旋转,但如果地球反方向自转会怎样呢?

这个月初在奥地利举办的欧洲地球科学联合会2018年度大会上,计算机模拟出了地球反方向自转后带来的影响:北美洲会被沙漠淹没,南美洲的亚马逊热带雨林则会被干旱的沙丘代替,而非洲中部到中东地区则会遍布茂密的森林绿地。

本次大会,科学家的报告指出,在模拟中,不光是沙漠会从某些大陆转去另外一些大陆,西欧的冬季还会受到极寒的折磨。蓝藻细菌是一种可以通过光合作用释放氧气的细菌,它们会出现在从未出现过的地区。而且大西洋经向翻转环流(AMOC)这种大西洋上重要的气候调节洋流会消失在大西洋上,而重新在北太平洋上出现。

在地球围绕太阳长年累月的公转的同时,我们的地球每天24小时还会以北极点和南极点连线的地轴为中心自转,自转的速度在赤道每小时有1670公里。地球的自转和其他天体的方向是相同的从西向东旋转。当将北极点作为观测点,地球的自转是逆时针。据NASA所说,这种自转方向在太阳系很常见,除了金星和天王星。(这两个星球的自转是自东向西旋转)

地球的自转产生的动量所塑造的洋流同风带一起,为全球带来了不同种类的气候。比如说,这些气候种类会为潮湿的丛林带来更多的降水,或者将雨水浸润的荒地的水汽转移到别的地方。

大逆转

为了研究地球的自转是如何影响地球的气候,近期科学家制作了一个地球自转的数字模拟模型,模拟地球以相反的方向自转。这个模拟模型的共同创作者、德国马普气象所的研究者Florian Ziemen在邮件中告诉LiveScience说,模拟中地球自转的方向从北极点观测的话是顺时针的,也就是说是逆行自转。

邮件中Ziemen还说道:“[地球逆向自转]保留了所有地形的主要特征,比如陆地和海洋的大小、形状和位置,但却为洋流和气流与地形间的交互作用创造出了完全不同的现状。”

研究者在项目概况中报告说,新的地球自转为洋流和风带以不同的方式影响大陆搭建了新的舞台,这种影响在全世界范围内形成了全新的气候条件。

转圈圈

为了模拟地球逆向旋转所带来的影响,研究者使用了马普研究所内的地球系统模型来改变地球与太阳的关系并颠倒科里奥利效应。科里奥利效应是推着物体在旋转行星表面上运动的一种无形的力。

一旦数据修改之后,模型显示出地球开始逆向旋转。研究人员观测到由于地球逆向旋转,已经存在数千年的气候系统产生了变化,地球上的大气和海洋也开始起作用。科学家详细的将它们记录下来,现在他们正打算出版研究成果。

首先,研究人员发现,逆向自转的地球是一个植被更多的地球。全球沙漠面积从4200万平方公里缩减到3100万平方公里左右。原先被沙漠覆盖的地区有一半成为了草原,另一半则被森林覆盖。他们还发现,模拟程序中世界植被碳储量比现在的世界要多。

可是,沙漠并没有从地球上消失,而是出现在了之前从未有过沙漠的区域,包括美国东南部,巴西和阿根廷的南部以及中国北部。

转啊变啊变

逆向的旋转还改变了全球风带的模式,亚热带地区和中纬度地区的温度也会发生改变;大陆的西部地区会变冷而东部边界则会变暖,欧洲西北部地区的冬季会更加寒冷。洋流也改变了方向,增加海洋的东部边界的温度而降低西部区域的温度。

在模拟中,现在负责在全球运送暖流的AMOC将会消失在大西洋中,但是一个类似的更强劲的洋流会在太平洋生成,将暖流带到俄罗斯东部。Ziemen说这有一些不寻常,先前关于逆转地球自转的模型研究中没有发现这一变化。

“但是AMOC是气候系统里许多复杂的因素交互作用的产物,有很多原因会导致模拟结果的不同,”Ziemen说。

研究人员发现,印度洋洋流的改变将致使蓝藻细菌统治这一区域,而地球正常自转时它们从未在这一区域出现过。

但Ziemen认为,撒哈拉地区被植被覆盖是“逆转”地球模型中最有意思的变化。

“看见模拟模型中绿意盎然的撒哈拉不禁让我思考为什么我们的撒哈拉满是黄沙,为什么在逆转的世界中却不是呢?”Ziemen说道。“这个研究课题能引发我思考最根本的问题,这也是它的魅力所在。”

本文译自 LiveScience,由译者 Diehard 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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