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當原子鐘與精確的天文測量相結合，我們會發現一天的時長突然變長了，而科學家仍不清楚這其中的原因。

這不僅對我們的計時產生了重大影響，而且對諸如 GPS 和其他支持著我們現代生活的技術也有重大影響。

在過去幾十年的時間里，決定著一天有多長的地球繞自轉一直在加速。這種趨勢讓我們的一天天變得越來越短，事實上，我們的地球在 2022 年 6 月創下了過去半個多世紀以來最短的一天記錄。

盡管創下了這一最短記錄，但自 2020 年以來，這種穩定的自轉加速又奇怪地轉變為了減速，一天的時長又變長了，其中的原因至今仍是個謎。

雖然我們手機里的時鐘顯示一天正好 24 個小時，但地球完成單次自轉所需的實際時間卻略有不同。這些變化可能發生在數百萬年的時間跨度里，也可能在一瞬間發生，甚至地震和風暴事件也會對此有所影響。

不論怎么說，一天的時長很少恰好是 86 400 秒這個神奇的數字。

不斷變化的星球

數百萬年來，月球驅動的潮汐相關摩擦效應讓地球的自轉速度一直在減慢。這個過程讓一天的長度每隔一個世紀就會增加大約 2.3 毫秒。幾十億年前，一個地球日只有大約 19 個小時。

在過去的兩萬年中，另一個過程則一直在施加相反的影響，也就是加速地球的自轉。當最后一個冰河時代結束時，融化的極地冰蓋降低了地表壓力，地幔開始穩定地向兩極移動。

就像芭蕾舞演員將手臂合到身體也就是他們的旋轉軸上時，會旋轉得更快一樣，當地幔逐漸靠近地球的自轉軸時，地球的旋轉速度也會增加。這個過程讓一天的長度以每世紀約 0.6 毫秒的速度在縮短。

在幾十年甚至更長的時間跨度上，地球內部和地表之間的聯系也開始發揮作用。大型地震可以改變一天的長度，盡管通常來說這種改變微乎其微，例如，科學家認為，日本 2011 年發生的 8.9 級大地震使地球的自轉速度加速了相對來說非常微小的 1.8 微秒。

除了這些較大時間跨度上的變化，在較短的時間里，天氣和氣候也會對地球的自轉產生重要影響，在兩個方向上都會導致相應的變化。

每兩周和每月一次的潮汐循環會移動地球各處的質量，導致地球上一天的長度在任一方向上的變化最多可以達到 1 毫秒，我們可以監測到長達 18.6 年間的一天時長記錄與潮汐變化的關系。我們大氣的運動具有特別強烈的影響，洋流也發揮了作用，季節性積雪和降雨，或地下水開采，都進一步對一天的時長產生了影響。

為什么地球突然減速？

自 1960 年代以來，當地球上各地的射電望遠鏡操作員開始設計技術，以同時觀察類星體等宇宙天體時，我們對地球的自轉速度有了非常精確的估計。

將這些估計與原子鐘進行比較后，科學家發現，在過去幾年中一天的長度似乎在不斷縮短。

但是，一旦消除了我們所知道的潮汐和季節性影響下發生的地球自轉速度波動，就會有一個令人驚訝的發現。盡管地球在 2022 年 6 月 29 日達到了最短的一天，但自 2020 年以來，長期軌跡似乎已經從縮短轉向了延長，這種轉變在過去 50 年中是前所未有的。

這種變化的原因尚不清楚。可能是由于天氣系統的變化，以及連續兩年的背靠背拉尼娜事件（譯者注：氣象學家預測今年將迎來連續第三次拉尼娜事件），盡管這些現象在過去已經發生過了。還可能會源自冰蓋進一步的融化，盡管近年來冰蓋的融化速度并沒有明顯偏離其穩定的融化速度。會不會與湯加巨大火山爆發，向大氣中注入了大量水有關？可能不會，因為那發生在 2022 年 1 月。

科學家推測，最近地球自轉速度的神秘變化與一種名為 " 錢德勒擺動 "（"Chandler wobble）的現象有關，錢德勒擺動指地球自轉軸相對于地球表面的小幅度運動，周期約為 430 天。射電望遠鏡的觀測結果也表明，近年來這種擺動有所減少，因此兩者之間可能存在關聯。

我們認為合理的最后一種可能性是，地球內部或地表各處沒有任何具體的變化，可能只是長期的潮汐效應與其他周期性過程同時讓地球的自轉速度產生了暫時性的變化。

我們需要"負閏秒"嗎？

準確了解地球的自轉速率對于許多應用至關重要，沒有它，GPS 等導航系統將無法工作。此外，每隔幾年，計時員會在我們的官方時間表中插入閏秒（leap second），以確保官方時間不會與我們的星球脫軌。

如果地球的一天變得更短了，我們可能就得加入 " 負閏秒 "（negative leap second），這將是前所未有的，還可能讓互聯網癱瘓。

目前認為，我們不太可能需要負閏秒。至少在最近的一段時間內，我們每天還擁有著那么額外的幾毫秒。