1秒3年，地球自转竟因它减慢

气候变化可能会改变人类的计时方式。3月27日发表于《自然》的一项分析预测，融化的冰盖正在减缓地球的自转速度，以至于下一个闰秒将被推迟3年。

论文作者之一、美国斯克里普斯海洋研究所地球物理学家Duncan Agnew说：“融冰足以使海平面上升，以至于我们可以看到地球自转速度受到了影响。”

闰秒是1972年以来，为适应地球自转而对国际原子时进行的人为调整。根据Agnew的分析，全球变暖将把再次调整闰秒的需求从2026年推迟到2029年。闰秒对计算机造成了很大的干扰，以至于2022年科学家投票决定在2035年前消除闰秒。研究人员尤其担心下一次闰秒调整，因为这可能是第一个负闰秒，而不是正闰秒。

“我们不知道如何应对1秒钟的缺失，这正是时间计量学家担心的原因。”国际计量局时间部前主任Felicitas Arias说，从计量学角度看，推迟3年“是个好消息”，因为即使仍然需要负闰秒，它也会发生更晚，而且在2035年前，世界上出现负闰秒的次数可能比预期要少。

但Agnew强调，这不应该被视为支持全球变暖的观点。

目前有两种常用的时间计量系统：基于地球自转的世界时和基于原子振荡周期的国际原子时。由于两种测量方法不同，随着时间推移，两个计时系统会出现差异，因此有了协调世界时（UTC）的概念。

UTC以国际原子时秒长为基础，在时间上尽量接近世界时。1972年的国际计量大会决定，当国际原子时与世界时相差达到0.9秒时，UTC就增加或减少1秒，以尽量接近世界时，这个修正被称为闰秒。

原子钟是比地球自转更好的计时器，因为它在数百万年里是稳定的，而地球自转速度是变化的。在该研究中，Agnew使用数学模型梳理了已知的地球物理现象对自转的影响，并预测它们对未来闰秒的影响。

许多计量学家预计闰秒只会增加，因为在数百万年的尺度上，地球自转速度正在放缓。这意味着，有时，UTC的1分钟需要变成61秒，才能接近世界时。

但Agnew说，在较短的时间尺度上，地球物理现象会使自转速度产生波动。目前，地球自转速度受到地核流动的影响，自20世纪70年代以来，这些流动使地球自转速度加快，意味着增加闰秒的频率会降低。如果这种趋势持续下去，则需要从UTC中删除闰秒。

该研究发现，由于气候变化，这种情况发生的时间可能比之前认为的要晚。绘制地球引力图的卫星数据显示，自20世纪90年代初以来，由于格陵兰岛和南极洲的冰融化，大量物质从两极向赤道移动，地球变得越来越扁平。就像旋转的滑冰运动员把手臂向外伸展会减速、把手臂收回会加速一样，远离地球自转轴的水流会减缓地球的旋转速度。

地核流动和气候变化的最终结果仍然是地球自转加速。但研究发现，如果没有冰融化的影响，调整负闰秒的时间比现在预测的要早3年。

“人类活动对气候变化有着深远影响。推迟闰秒只是例子之一。”中国香港理工大学地球物理学家陈剑利说。

推迟闰秒将受到计量学家的欢迎。美国国家标准与技术研究所时间和频率部门负责人Elizabeth Donley表示，闰秒已是一个“大问题”，因为在一个越来越依赖精确计时的社会中，闰秒会造成计算系统的重大故障。而前所未有的负闰秒可能会更糟，因为“现有的计算机代码都没有考虑到这一点”。

Agnew希望气候变化对计时的影响会促使一些人采取行动。Agnew的论文对预测很有用，但专家认为，何时需要负闰秒仍然存在很大的不确定性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07170-0

《中国科学报》 (2024-03-29 第2版 国际)