近日,來自瑞士蘇黎世理工大學(ETH Zurich)的研究人員發現,隨著地球冰蓋的融化,氣候變化不僅影響了地球的自轉軸,還改變了地球自轉的速度和日長。這些研究成果首次全面解釋了長期極移的各種原因,利用了人工智能技術進行了最全面的建模。
根據研究,地球的自轉軸正在因為氣候變化和地球內部運動而發生偏移。冰蓋融化等質量轉移導致了極移:類似於花樣滑冰運動員伸展雙臂一樣,使得地球初始的快速自轉逐漸減慢。此外,氣候變化還使極地水流入赤道地區,進一步影響了地球的自轉速度和日長——地球日長從目前的86400秒微微延長了幾毫秒。
研究顯示,美國航空航天局(NASA)支持下的蘇黎世理工大學研究團隊在《自然地球科學》和《美國國家科學院院刊》發表了兩篇新研究論文,詳細闡述了氣候變化如何影響極移和日長。
此外,研究還指出,地球表面和內部的質量轉移不僅改變了地球的自轉速度和日長,還改變了地球的自轉軸。這意味著自轉軸實際上與地球表面相交的點在移動。研究人員能夠觀察到這種極移,長期來看,每百年大約移動十米。這不僅僅是冰蓋融化的影響,還包括地球內部的運動,如地幔中高壓下岩石變得粘稠,導致長時間內的位移,以及地球外核液態金屬中的熱流,既產生地球的磁場,也導致質量轉移。
在最全面的建模研究中,蘇黎世理工大學的研究團隊展示了極移是如何由地核、地幔和表面氣候的個別過程相互作用而產生的。他們的研究首次完整解釋了長週期極移的原因。
對於航天旅行來說,地球自轉的微小變化必須考慮在內。即使地球自轉變化緩慢,但在太空導航中必須加以考慮,特別是當將太空探測器送往其他星球著陸時,即使地球上只有一釐米的偏差,也可能在巨大的距離中增長到數百米的偏差。
蘇黎世理工大學的研究人員利用物理信息神經網絡進行了極移研究,這些都是新的人工智能方法。他們的計算結果顯示:自1900年以來,地球的旋轉極已經發生了移動。這些模型值與過去的天文觀測和過去三十年衛星提供的真實數據非常吻合,也使得未來的預測成為可能。
總結而言,地球自轉的變化不僅僅是一個科學問題,更是人類活動全球影響的體現。研究提醒我們,氣候變化正在以多種方式改變著地球,保護地球可以提上日程了。