地球是我们生活的家园,它在宇宙中不断旋转。旋转带来了昼夜交替、季节变化,并影响了气候。在漫长的地质时间中,地球的旋转速度在逐渐减慢,这让人们开始猜测如果地球完全停止旋转会发生什么。如果地球停止旋转,气候将发生剧烈变化。我们将探讨这种假设情况下可能出现的深远影响,届时地球将真正意义上静止不动。
如果没有自转,地球需要一整年来完成一天的事情。
地球为什么会旋转?一开始,人们因为感觉不到地球的旋转而误以为地球是静止的,太阳绕着地球转。哥白尼通过日心模型表明,地球不仅绕太阳公转,还在自转。地球的旋转可以用牛顿的第一运动定律来解释:物体会保持其运动状态,除非有外力作用。
地球分为很多层,这些层的厚度因地球区域不同而有所不同。
在太阳系形成前,有一个旋转的尘埃云,太阳在其中心。随着时间推移,尘埃颗粒相互碰撞、粘合,经过吸积过程形成行星。由于尘埃云本身在旋转,形成的地球保留了这种动量,使其旋转越来越快,就像花样滑冰运动员收紧双臂时的旋转一样。到地球形成时,它已经具备了保持旋转的角动量。
地球旋转有多快?测量汽车或多数物体的直线速度是简单且可靠的,但测量地球这样的旋转物体的速度就复杂一些。如果站在地球的极点上,虽然随着地球旋转,但相对于地球中心是静止的。而如果站在赤道上,线速度是每小时1036英里(或1667公里),这比音速还快,这也是通常向东发射火箭的原因之一。
强烈的地震不仅会撕裂道路、破坏生活和家园,还能改变一天的长度。
这种极点和赤道之间速度差异导致了科里奥利效应。假如有人从赤道乘飞机北飞至北极,由于飞机保留了赤道上的旋转速度,它在接近较慢的极点时,其运动路径似乎产生了曲线。
如果地球突然停止旋转会发生什么?假设地球逐渐停止旋转,并且生态系统在此过程中大体完好。这样一来,地球将需要一年时间才能完成昼夜交替。城市将像南北极一样,经历半年黑夜和半年白昼。
各地区仍会有不同的季节,但赤道地区的季节温差会更大。赤道附近会有几个月非常接近太阳,导致酷热难耐,而它的对称位置则会有几个月远离太阳,变得寒冷黑暗。这种变化对适应当地气候的动植物和居民都是一个挑战。
是否可以搬迁到地球两极?
如果地球停止旋转,极地地区虽然相对稳定但会非常寒冷,并且会被水淹没。在不旋转的地球上,海洋和陆地的边界将与现在完全不同。
地球自转产生的离心力使得赤道地区鼓起。如果地球不再旋转,这种鼓起会消失,赤道附近的水会流向极地。
地理技术公司Esri模拟了这种情况下的全球陆地和海洋分布。他们发现,地球将形成一条环绕赤道的陆地带,这个巨大的超级大陆将把北方和南方的两个大洋分隔开。
磁场将会消失
地球的磁场通过偏转太阳的带电粒子和重定向宇宙射线来保护地球和大气层,防止它们直接撞击地球表面。
根据地磁发电机理论,地球的磁场是由外核中熔融铁和镍的运动产生的。外核中的温度差异由放射性衰变的热量和地球形成时的残余热量造成,这导致了对流电流。
这些电流结合地球的自转产生电流,并通过地磁发电机效应生成磁场。地球的自转对磁场的生成至关重要。如果没有自转,外核中驱动地磁发电机的对流电流将减弱,导致磁场逐渐减弱。不过,这个过程需要成千上万到数百万年。
人类要如何应对?
人类具有很强的适应能力和技术手段,但在这种新环境中生存将是一个挑战。我们可以尝试在黑暗中照明家园,并在极端温度变化时(尽管代价高昂)对其进行加热和冷却,但并非所有事情都在我们的掌控之中。
作物能在这个新世界的极端环境中生存吗?任何植物能吗?如果不能,整个食物链将面临危险。也许我们可以找到新的作物或改良现有作物以适应这种新环境,或者依赖于在温暖天气下生长的多年生植物。想到这一点其实有些安慰,虽然这个世界可能会变得难以居住,但至少我们的装饰性玉簪花可能还能存活。
地球的自转在减慢吗?地球的自转正在逐渐减慢,主要是由于地球和月球之间的引力作用,这种相互作用引发了潮汐摩擦现象。月球的引力在海洋中产生潮汐隆起,与海床之间的摩擦效应将地球的部分自转能量转移到月球的轨道能量中,导致自转减慢。
虽然这一减速在日常生活中几乎不可察觉,但在地质时间尺度上是显著的。其他因素如冰川反弹和大气阻力导致的地球质量重新分布,也使自转逐渐减慢,导致每世纪白天延长约1.7毫秒。
天气系统也对自转产生影响,比如风对地球表面的制动力。虽然气候变化对自转减速没有影响,但地震确实会影响。例如,2011年日本地震通过重新分布地球质量,加速了地球自转,缩短了一天1.8微秒。因此,地球自转速度一直在变化,不必过于担心一天的长短。
有的地方无夜晚,有的地方无白天。