每天，太陽都會完成一次東升西落。雖然太陽看起來在天上緩慢運(yùn)動，每小時大概走15°，但這其實(shí)是地球本身在繞著地軸自轉(zhuǎn)造成的，太陽相對于地球而言保持不動。斗轉(zhuǎn)星移，天上星辰的轉(zhuǎn)動也是同樣的道理。

每天持續(xù)的時間是24小時，即86400秒，這是根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)周期來定義的。然而，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球從2020年開始突然加速自轉(zhuǎn)，導(dǎo)致一天的時間已經(jīng)不到24個小時。至于背后的原因，其實(shí)與人類有關(guān)。那么，地球的自轉(zhuǎn)速率是如何被渺小的人類加快的呢？

我們平時所說的一天24小時指的是太陽日，也就是太陽接連兩次出現(xiàn)在中天（太陽高度角最大時）的時間間隔。另一方面，地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動360°的時間其實(shí)只有23小時56分4.1秒，這個時間被稱為恒星日，可以看作遙遠(yuǎn)恒星連續(xù)兩次到達(dá)中天的時間間隔。

之所以兩個時間有大約4分鐘的差異，是因為地球在自轉(zhuǎn)的同時，還在軌道上繞著太陽公轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)厍蚶@軸了轉(zhuǎn)了360°之后，地球也在近乎圓形的軌道上前進(jìn)了一定距離，所以地球還要再自轉(zhuǎn)59'，才能讓太陽再次出現(xiàn)在中天。

為了便于人們生活，太陽日被人為定義為24小時。但問題是地球的自轉(zhuǎn)速率不是勻速的，而是會受到各種因素的影響，比如小行星撞擊、季風(fēng)、月球的潮汐力。可以說，地球每天自轉(zhuǎn)一圈的時間都是不一樣的，總體而言自轉(zhuǎn)速率變得越來越慢。

地球突然加速自轉(zhuǎn)

然而，地球突然從2020年開始加速自轉(zhuǎn)，當(dāng)年的7月19日成為過去數(shù)十年來人類已知時間最短的一天，比平時少了大約1.46毫秒，這意味著一天的時間不到24小時。

當(dāng)然，地球自轉(zhuǎn)周期縮短的時間很少，我們不可能通過普通的鐘表來測定出來。直到在上個世紀(jì)中葉，物理學(xué)家基于穩(wěn)定的原子共振頻率，發(fā)明了原子鐘，精確計量時間成為了可能。

目前，科學(xué)家已經(jīng)制造出了極為精確的銫原子鐘，每1.8億年的誤差僅為1秒。而不久前剛剛獲得2022年基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎的光晶格鐘，它的精度有了大幅提升，每150億年才會有1秒的誤差，要知道宇宙誕生至今也才過了138億年。

基于原子鐘的精確測量結(jié)果，地球確實(shí)越轉(zhuǎn)越快，一天的時間變短了。過去半個多世紀(jì)以來，地球最短的28天都出現(xiàn)在2020年，這使得當(dāng)年成為有記錄以來最短的一年。

雖然地球一天的時間只是縮短了毫秒級別，我們根本無法直觀感受到，但這確實(shí)會影響到人類。因為很多高精尖設(shè)備和儀器，比如通信衛(wèi)星、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，都要基于精確的時間戳。

為了消除地球自轉(zhuǎn)周期和原子鐘時間之間的差異，當(dāng)兩者相差0.9秒時，就會人為地給全世界的時鐘同時撥快或者撥慢1秒，這就是閏秒調(diào)整。過去，由于地球自轉(zhuǎn)速率每年都是在變慢，一天的時間都在變長，所以要進(jìn)行加閏秒調(diào)整。

自1972年進(jìn)行第一次進(jìn)行閏秒調(diào)整以來，目前已經(jīng)調(diào)整了27次，每次都是加1秒。最近的一次加閏秒是在2016年12月31日，當(dāng)年的最后一秒是23時59分60秒。平時是不可能出現(xiàn)60秒的，都是從59秒直接調(diào)到下一分鐘的00秒。

但現(xiàn)在，地球的自轉(zhuǎn)速度突然加快，反而讓一天乃至一年的時間變短了。科學(xué)家預(yù)計，地球在2021年還會轉(zhuǎn)得更快，一天的時間變得更短，很有可能會成為有記錄以來最短的一年。

據(jù)估計，2021年平均每天的時間將會縮短0.2毫秒，一年將會累計縮短73毫秒。相比之下，過去地球自轉(zhuǎn)速度變慢時，每天能夠延長超過1毫秒，一年累計延長可達(dá)數(shù)百毫秒，例如，在1994年，平均每天延長2.19毫秒，當(dāng)年累計延長了800毫秒。如果地球自轉(zhuǎn)速度繼續(xù)變得更快，未來還要考慮負(fù)閏秒調(diào)整。

地球突然加速自轉(zhuǎn)的原因是什么？

這背后的原因其實(shí)很復(fù)雜，但有一點(diǎn)跟人類活動有關(guān)，人類對此要負(fù)責(zé)。由于人類大肆排放二氧化碳，加劇了溫室效應(yīng)，引發(fā)全球變暖，近年來幾乎每年都在不斷刷新最高的大氣二氧化碳濃度和溫度紀(jì)錄。

隨著全球氣溫不斷升高，地球兩極的冰川融化越來越嚴(yán)重，每年估計有多達(dá)1.2萬億噸的冰消失掉。這些冰融化成水之后，最終將會流入海洋中，導(dǎo)致全球海平面每年上升3.6毫米。

由于冰川融化成水，讓地球上的質(zhì)量進(jìn)行重新分布，質(zhì)量更接近地球中心，從而導(dǎo)致地球加速自轉(zhuǎn)。以滑冰運(yùn)動員為例，當(dāng)他在原地旋轉(zhuǎn)時，如果把張開的手臂收起來，他的自轉(zhuǎn)速度就會加快。反之，如果他把抱緊的手臂張開，自轉(zhuǎn)速度就會變慢，這就是角動量守恒定律。

早在2007年，馬克斯·普朗克氣象研究所的科學(xué)家就已經(jīng)預(yù)言了這種現(xiàn)象。全球氣溫升高的趨勢還沒有得到逆轉(zhuǎn)，冰川的加速融化會讓地球自身“抱得越來越緊”，從而讓地球越轉(zhuǎn)越快。

地球未來會轉(zhuǎn)得多快？

盡管如此，人類活動對于地球自轉(zhuǎn)速度的影響只是暫時的。從長期角度來看，地球自轉(zhuǎn)變慢的總體趨勢不會變化，真正起到主宰作用的是月球引力對地球產(chǎn)生了潮汐作用。

地球在45億年前剛形成時，一天的時間大約只有5小時，而月球距離地球還不到2.5萬公里。在月球引力的作用下，地球朝向和背離月球的兩側(cè)產(chǎn)生了潮汐隆起。當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)時，與潮汐隆起部分就會有摩擦作用，從而導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)速度逐漸降低。由于角動量守恒，地球的自轉(zhuǎn)角動量減少，月球的公轉(zhuǎn)角動量就會增加，所以月球的距離會變遠(yuǎn)。

到了35億年前，地球的一天已經(jīng)延長到了12小時。6.2億年前，地球上剛出現(xiàn)動物時，地球的一天變成了21小時。到了1億年前的恐龍時代，一天延長到了23小時。如今，一天已經(jīng)變成了24小時。

未來，地球自轉(zhuǎn)速率還會進(jìn)一步放慢，一直慢到一天相當(dāng)于現(xiàn)在的47天。到了那時，月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期也都延長到這個時間，地球和月球就像冥王星和卡戎那樣，彼此之間互相潮汐鎖定，它們永遠(yuǎn)都以相同一面對著彼此。只不過，那一天的到來還要再過很久很久的時間，估計是在百億年之后。