水力发电竟然影响地球自转速度?未来的一天真的会有25个小时吗?

相对于地球来说,人类是渺小的。地球每天自顾自地转动,太阳每天东升西落,似乎和人类都没有什么关系,人类这么渺小的个体看起来似乎也完全无法撼动地球。但你知道吗,别看地球和太阳那么庞大,人类那么小,但人类真的已经影响到了太阳每天升起的时间。

为什么一天是24小时?
你小时候有没有思考过,为什么会有白天黑夜呢?为什么每天是24小时,不是23小时或者是25小时呢?相信很多人都这么想过。如果恐龙活到了现在,它会告诉你,在它们那个时代,一天只有23小时,足足比我们少了1个小时!
有没有感觉三观被破坏了?我们想要搞清楚这个问题,首先就要明白,为什么每24小时,太阳就会起落一次。
如果你见过地球仪,你会发现,“地球”被固定住了,南北两极各一个点,连成一个轴,而地球就是绕着那个轴进行旋转的。作为一个球体,地球的转动是围绕着自转轴的。

如果太阳的位置恒定,地球和太阳处在相对静止的位置,地球匀速自转,那么你在地球上的某一个点就能见证到太阳的起落,并且时间恒定。以我们的地球目前的自转速度来说,一天有23小时56分4.09秒。你可能觉得这个数字不对啊,一天有24小时,4分钟去哪儿了?
别着急,我们刚才是作了太阳恒定和地球相对静止的假设,实际情况是地球除了绕轴自转以外,还要绕太阳公转,一年就是地球绕太阳公转一圈的时间,大约为365.242193天。一圈是360°,计算一下,地球一天下来绕太阳转也就不到1°的距离。别小看这个1°,你可以自己做实验,地球自转一圈下来,太阳往前跑了不到1°的距离,地球就得多转将近4分钟的时间才能追回来。
相信你现在应该大概明白了自转、公转和时间的关系,那你就应该明白,如果地球转得快了或者是慢了,你的一天就不一定是24小时了。

我们都玩儿过玻璃球,都知道将玻璃球转动一下,一会儿就停下了。这是因为空气阻力、摩擦力等等在影响玻璃球的转速。但是我们的地球在宇宙中处于真空,感觉也没有什么阻力能影响它的转动啊?
实际上,影响地球的力量很多很多。牛顿的经典力学告诉我们,质量越大,引力越强。地球就被很多大质量天体的引力影响着。
海浪拍打海岸,海水有涨有落,这一切是因为月球乃至太阳给地球施加了潮汐力。月球虽然很小,但是架不住它离咱们近啊,它的引力吸引了海水,所以在地球上形成了规律性的潮汐,所带来的效果就是地球与海水摩擦消耗自身自转动量。
这对我们的时间有什么具体影响呢?它导致了我们的一天总是比24小时长了那么一点点。从1972年起,我们已经给钟表加了27次润秒了。
读到这里,你可能会想,这些是属于大自然的伟力,原理是搞明白了,但是人这么渺小,能和这些伟大的力量相提并论吗?
还真能。这其中又涉及到一个力学名词——转动惯量。

首先我们要搞明白,在力量一定的情况下,什么因素会导致自转速度发生变化?转动惯量。它其实就是一个旋转物体绕轴的质量分布的情况。如果质量分布发生变化,那么转动物体的转动惯量就会发生变化。质量越接近轴,那转动速度就会更快。
关于这个,你看看花样滑冰就能大概明白了。当运动员在转动的时候伸出胳膊,质量外扩,转动惯量增大,速度降低。反之则转动速度加快。
明白了这个原理,我们再来看,为什么说水电站会对庞大的地球的自转速度造成影响。
水往哪里流?低处流。整个大自然中的水流最终是向赤道方向集中的,而人类为了水力发电和调节水流建设的大坝会阻拦水流的运动,将很多水留存在纬度较高的位置,靠近地球的自转轴,就造成了地球转动惯量的减小。自转加快了,一天就减少了。
另一个典型的人类干涉地球自转的事情就是温室效应让冰川大规模融化,让原本储存在地球两极非常靠近自转轴位置的巨量水资源开始向海洋中汇入,流向赤道。根据前面所说的原理,地球的自转速度减少了,一天就延长了。
因此,地球虽然庞大,转动主要依靠自身动能和天文因素影响,但是人类的集体活动还是能够给地球带来影响的。我们可以说:“团结就是力量。”