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腦洞大開:如果地球自轉速度更快

作者 Sarah Fecht 2017年5月18日

萬事大凶。Credit: HW

這輩子擔心的事情還不夠多嗎。核戰爭、氣候變化、你有沒有正確刷牙等等。地球自轉變快或許不應該在此列,因為近期不太可能發生——如果發生了,你還沒來得及擔心就掛掉了。但不管咋樣,我們還是和一些專家談了一下,看看究竟會發生些什麼。

首先我們來說說地球現在自轉的速度。這要看你所處的位置了,因為赤道附近自轉速的是最快的。因為地球圍繞地軸旋轉,它的圓周在赤道是最寬的。所以赤道上一點一天走過的距離比圓周更短的芝加哥要遠。為了彌補這些多出來的距離,赤道的線速度是1037英里/小時,芝加哥走得慢一點(大概750英里/小時)。

如果我們把地球自轉速度增加1英里/小時,赤道的海平面會升高几英寸,因為處於兩極的水被甩到了赤道這裡。製作地理信息系統(GIS)軟體的ESRI公司的分析人員威托德·弗拉柴克(Witold Fraczek)表示:「要注意到這一點要花上好幾年吧。」

更容易被注意到的事情就是我們的一些人造衛星會脫離軌道。地球同步衛星以與地球自轉速度一致的速度環繞地球,因此相對於地球上某一位置是靜止不動的。如果地球自轉速度增加1英里/小時,衛星就不再相對地面靜止,衛星通訊、電視廣播、軍事和情報行動會被干擾,至少暫時會受到干擾。一些攜帶燃料的衛星或許可以調整自身位置並加速環繞,但其他的可能就要被新衛星替換掉,老貴了。弗拉柴克說:「這可能會影響一部分人的生活和舒適,但對所有人來說並沒有那麼遭。」

當我們轉得更快時,事情就會變得更糟糕。

變更輕

來自地球自轉的離心力一直想把你從地球上甩下去,有點像旋轉木馬最外邊的那種感覺。目前來看,重力要更強一些,讓你的雙腳不離地。NASA的天文學家斯滕·奧登瓦爾德(Sten Odenwald)表示,如果地球自轉變快,離心力就會增加。目前來說,如果你在北極圈有150磅那麼重,那麼你在赤道可能就變成149磅重了。這就是赤道地區額外的離心力與重力鬥爭的結果。如果地球自轉更快,你就會變得更輕。奧登瓦爾德最終計算了一下,如果赤道加速至17641英里/小時,離心力會大到讓你失去體重(前提是那時候你還活著)。

不同的條件下物體質量變化。Credit:HW

恆定時差

地球自轉得越快,每一天就會變更短。自轉速度增加1英里/小時,白天會短1分半左右,而我們的生物鐘仍然還遵循24小時作息,也許沒那麼容易注意到。但如果自轉速度變快100英里/小時,每天就會變成大概22小時。對我們的身體來說,就好像夏令時一下子席捲而來。而且不僅僅是把表往早調1小時,而是每天都往早調2小時,身體沒有時間去調整的。而且每天的長度改變也會攪亂動植物的作息。但這一切僅限於地球自轉一下子變快。奧登瓦爾德說:「如果是一點一點地變快,大概用上百萬年這樣,我們還是可以慢慢適應的。」

更厲害的颶風

如果地球自轉緩慢加速,那麼大氣也會跟著變化——而且我們不一定能注意到每天的天氣改變。奧登瓦爾德說:「溫度變化仍然是起風的主要原因。」但是,極端天氣會是有害的。「颶風會旋轉得更快,其中蘊含的能量更高。」關於颶風,我們還是要回到之前提到過的現象:地球赤道部分自轉更快。如果地球壓根不轉,北極吹來的風會直直吹向赤道,反之亦然。但因為地球是在旋轉,風走過的路徑會向東偏轉。這種風的曲率被稱為科里奧利效應,同時也是讓颶風旋轉的原因。而且如果地球自轉變快,風就會更加向東偏轉。奧登瓦爾德說:「這使得颶風的旋轉更加劇烈。」

更厲害的颶風。Credit:HW

水世界

赤道附近更快的速度意味著海洋中的水會逐漸聚集在這裡。快1英里/小時,赤道附近的海平面就會在幾天內升高几英寸。如果變快100英里/小時,赤道會慢慢被水淹沒。弗拉柴克表示:「我認為亞馬遜盆地、澳大利亞北部,更不用說赤道地區的島嶼了,統統都被水淹沒。淹得多深我不確定,但我估計得有個30~65英尺那麼深吧。」如果把赤道的速度加倍,地球自轉加快1000英里/小時,「那絕對就是災難了。」 弗拉柴克說道。離心力會把水甩出地面幾百英尺。「除了高山,比如乞力馬扎羅山或者安第斯山脈的高峰,我感覺赤道地區所有的東西都會被水淹沒。」多出來的水基本是從極地地區甩過來的,因為那裡離心力比較小,所以北冰洋就會淺很多。

地理測繪專家弗拉柴克表示,大家都會被水淹沒。Credit:HW

與此同時,來自提高1000英里/小時的增加的離心力意味著赤道附近的水能更輕鬆地對抗重力。弗拉柴克預測,這些地區的空氣會因為包含更多水分而變得更重。這些地區有濃霧和厚厚的雲層,可能會經歷持續不斷的降雨——彷彿他們這裡水還不夠用。最終,如果達到17000英里/小時,赤道的離心力會與重力相等。弗拉柴克推測,在那之後,「我們可能會看到上雨,水滴會開始往上走,進入大氣。」如果是那樣的話,地球就不只是比現在轉得17倍快了,赤道地區也沒剩多少人可以目睹這樣的絕景了。弗拉柴克表示:「如果少數奇人異士仍然活著並看到水往天上飛這樣的景象,他們或許也想要趕緊逃離赤道地區, 逃往極地,或者起碼是中緯度地區。」

地震

在快得都不行的速度下——比如大概24000英里/小時——然後大概千年以後,地殼最終也會轉移,在兩極地區平坦化,並在赤道地區隆起。弗拉柴克說:「我們會經歷大規模的地震,構造板塊將快速移動,這對全地球的生命將是一個災難。」

讓你轉得慢點

奧登瓦爾德表示,信不信由你,地球的速度正在逐漸波動。地震、海嘯、大空氣團,還有正在消融的冰層都在毫秒層級上改變著地球的自轉速度。如果一場地震吞掉了一部分地面,減少了地球的圓周哪怕一點點,也會有效地加速地球旋轉的速度。大空氣團卻有著相反的作用,減慢自轉速度一點點,就像滑冰運動員從抱臂變為伸臂。

地球自轉速度也在隨時間改變。44億年前,在某次巨型撞擊后月球形成了。奧登瓦爾德計算了一下,那時地球的形狀像一個扁平的足球,自轉的也特別快,每天大概只有4個小時那麼長。奧登瓦爾德說:「這個事件大大扭曲了地球的形狀,幾乎完全破壞了地球。這樣的事情還會發生嗎?我們當然希望不會啦!」自從月亮形成以來,地球的自轉速度已經每1千萬年減慢大概3.8英里/小時,大部分原因是月亮對地球的引力造成的。所以看起來地球的自轉速度在將來會繼續減慢,而不是加快。

奧登瓦爾德說:「沒有什麼很有說服力的方法可以讓地球加速這麼快,要實現加速,需要被恰當的物體以恰當的速度撞擊,而且這會使地殼液化,所以我們橫豎都是死啦。」

本文譯自 Popular Science,由譯者 HW 基於創作共用協議(BY-NC)發布。



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