走进科学
如果地球加快自转
即使只是每小时增加一英里的转速,也会导致许多奇怪的事情发生。
图:Youtube
我们这一生有足够的事情要担心,例如核战争、气候变化以及是否正确刷牙等。然而,地球旋转的速度不应该是担心的重点,因为它不太可能在短期内发生,即使发生了,你也可能已经死了。因此,我们可以从基础知识开始,比如地球现在旋转的速度有多快?这取决于你所在的位置,因为地球在其赤道周围移动最快。赤道上一个点的时速是1037英里,而芝加哥则是750英里。
地球确实会不时地改变自转速度,但只是渐进的。比如,今年夏天,它的典型自转时间缩短了1.59毫秒,使6月29日成为历史上最短的一天。有一种假设是,压力的变化实际上会改变地球的旋转轴,但没有达到普通人可以感知的程度。
除了小的颠簸之外,如果地球突然旋转得更快,将会有一些急剧的变化。比如,如果每小时加速旋转一英里,将导致水从两极迁移,并使赤道周围的水平面上升几英寸。ESRI分析师Witold Fraczek说:“可能需要几年时间才能注意到这一点。”
可能更引人注目的是,我们的某些卫星因地球自转加快而偏离轨道,导致卫星通信、电视广播以及军事和情报行动中断,至少是暂时性的中断。地球每小时加快1英里,这些卫星将不再处于适当的位置。有些卫星携带燃料,可以相应地调整它们的位置和速度,而另一些卫星则可能不得不被替换,而这将是非常昂贵的。Fraczek表示,“这可能会扰乱一些人的生活和舒适,但对任何人来说都不应该是灾难性的。”
但如果地球的自转更快,事情就会变得更加灾难性。
你将失去重量,而不是质量。
来自地球自旋的离心力,就像一个在快速旋转木马边缘的孩子,不断试图将你甩出地球,但是目前重力较强,使你接地。NASA的的天文学家Sten Odenwald表示,如果地球旋转得更快,离心力会增强,再加上赤道上的旋转速度更快,产生了额外的离心力,与重力对抗,导致你在北极圈内的体重比赤道上要轻一些。他还计算,如果赤道转速达到时速17641英里,离心力将大到足以使你基本上失重(当然,这前提是你还活着)。
所有人都要倒时差。
如果地球的自转速度加快,我们的日子会变得更短。每增加1英里/小时,一天就会缩短大约1分半钟,但处于内部生物钟的我们可能不会察觉。如果加快到100英里/小时,一天的时长就只有22小时,这种突然的改变可能会影响植物和动物的生存状况。但如果地球在数百万年内逐渐加速,那么生物可以适应这种情况。
飓风会变得更强。
如果地球的自转速度变得更快,它就会带来大气层的变化,导致日常的风和天气模式有很大的不同。Odenwald说:"温度差异仍将成为风的主要驱动力,但极端天气可能变得更具破坏性,飓风会旋转得更快,同时也会有更多的能量。"
原因可以追溯到我们前面提到的那个奇怪的现象:地球在赤道周围旋转得更快。如果地球根本不旋转,来自北极的风将以直线方式吹向赤道,反之亦然。这种情况可以归因于科里奥利效应:由于地球在赤道周围不断旋转,导致来自北极的风向东偏转,而如果它旋转得更快,这种偏移将会更加明显,从而使旋转更加严重。
水会覆盖整个世界。
由于额外的速度,海水开始在赤道聚集,以每小时加快1英里的速度,赤道周围的水深度会在几天内增加几英寸。
当每小时加快100英里时,赤道将开始被淹没。“亚马逊河流域、澳大利亚北部,更不用说赤道地区的岛屿,它们都会被淹没”,Odenwald说,“水深预计大约30到65英尺。”
如果将赤道的旋转速度提高1000英里,离心力将会使地球赤道的水深度提高数百英尺。赤道周围的水会在短短几天内变深几英尺,而这些额外的水将会从极地地区拉出来,使北冰洋变得较浅。除了最高的山峰,赤道地区的一切都将被水覆盖。
随着地球以每小时快1000英里的速度旋转,赤道地区的离心力就会增加,使得水更容易抵抗重力。Fraczek预测,这些地区将会充满云雾和厚厚的云层,并伴随着持续的降雨,就像它们还需要更多的水一样。
而当地球以每小时17,000英里的速度旋转时,赤道地区的离心力将与重力相匹配,从而可能会引发反向降雨,即水滴开始在大气层中向上移动。Fraczek猜测,这时候,那些活着的倒霉人类将会想尽快逃离赤道地区,去极地地区或中纬度地区。
地震将震撼整个地球。
在非常快的速度下(比如大约每小时24,000英里),经过数千年的时间,地球的地壳最终会移动,使两极变平,在赤道周围隆起。“我们会有巨大的地震”,Fraczek指出,“构造板块将迅速移动,这将给全球的生命造成灾难性的影响。”
地球在未来会转的有多快?
Odenwald说,地球的自转速度是不断变化的,受地震、海啸、大型气团以及融化的冰层的影响,可以在毫秒级别改变自转速度。例如,如果地震吞噬了一点地面,使地球的周长稍微缩短,就可以有效地加快自转速度。而大型的空气团可以产生相反的效果,使我们的自转变慢,就像滑冰者把手臂伸出去而不是拉进去一样。
随着时间的推移,地球的自转速度也在发生变化。大约44亿年前,一个巨大的物体撞击地球形成了月球,Odenwald计算出当时我们的星球可能会变成扁平的足球,它旋转得如此之快,以至于每天可能只有大约四个小时。这一事件极大地扭曲了地球的形状,几乎使地球完全支离破碎。自此以后,由于月球对地球的引力,地球的自转每1000万年就会减慢约3.8英里/小时,因此,未来地球的自转将会继续减慢而不是加快的可能性要大得多。Odenwald说:“没有任何可以想象的方法可以让地球如此大幅度地旋转起来。要想旋转得更快,它必须被合适的物体击中,但这将使地壳液化,所以无论如何我们都会死。”
本文译自 Popular Science,由 BALI 编辑发布。