如果地球开始旋转得更快,会发生什么?

即使每小时速度增加一英里,也会使情况变得非常奇怪。
Earth against moon and spun to show fast the planet spins. Realistic illustration.
自月球形成以来,地球的自转速度一直在减慢,平均每 1000 万年减慢约 3.8 英里/小时。Deposit Photos

生活中要担心的事情太多了。比如核战争气候变化,以及你刷牙方式是否正确。地球转速过快不应该成为你列表上的首要担忧,原因很简单,它在不久的将来不太可能发生——即使发生了,你可能也已经死了,没法担心了。尽管如此,我们还是采访了一些专家,看看如果真的发生,会是怎样一番景象。

让我们从基本问题开始:地球现在有多快?这取决于你所在的位置,因为地球的周长在赤道处最宽。当地球绕轴自转时,其周长在赤道处最宽。因此,赤道上的一个点在 24 小时内必须行进更远的距离才能回到起始位置,而像芝加哥这样的城市,则位于地球较窄的横截面上。为了弥补额外的距离,赤道处的自转速度为每小时 1037 英里,而芝加哥的速度则更悠闲,为每小时 750 英里。(此计算器将根据您的纬度告诉您确切的速度。

地球偶尔也会改变速度,但只是循序渐进的。例如,今年夏天,地球的自转时间缩短了 1.59 毫秒,使 6 月 29 日成为有记录以来最短的一天。一种假说认为,压力的变化实际上改变了地球的自转轴,但不足以让普通人感受到差异。

撇开这些小波动不谈,如果地球突然转得更快,将会发生一些剧烈变化。例如,假设它的自转速度每小时增加一英里,水就会从两极迁移,使赤道附近的海平面上升几英寸。“可能需要几年时间才能注意到,”地理信息系统 (GIS) 软件公司 ESRI 的分析师Witold Fraczek 说。

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可能更引人注目的是,我们的一些卫星会偏离轨道。设置为同步轨道的卫星以与地球自转速度相匹配的速度绕地球运行,这样它们就可以一直停留在同一个位置。如果地球速度每小时增加 1 英里,那么卫星将不再处于正确的位置,这意味着卫星通信、电视广播以及军事和情报行动可能会受到干扰,至少是暂时的。一些卫星携带燃料,可能能够调整它们的位置和速度,但其他卫星可能需要更换,这很昂贵。“这些可能会干扰一些人的生活和舒适,”Fraczek 说,“但对任何人来说都不应该具有灾难性。”

但如果我们转得更快,情况就会变得更具灾难性。

你会变轻,但质量不变

地球自转产生的离心力一直在试图把你甩出地球,就像一个在快速旋转的旋转木马边缘的孩子。目前,重力更强,能把你牢牢固定在地面上。但如果地球转得更快,离心力就会增强,NASA 天文学家 Sten Odenwald 说。

目前,如果你在北极圈的体重约为 150 磅,那么在赤道你可能会重 149 磅。这是因为赤道处自转速度更快产生的额外离心力与重力相抗衡。如果加速,你的体重会进一步下降。

Odenwald 计算,最终,如果赤道速度达到每小时 17,641 英里,离心力将足够大,让你基本上变得没有体重。(当然,前提是你还活着。稍后会详细介绍。)

所有人都会长期时差

地球转得越快,我们的白天就越短。如果速度每小时增加 1 英里,白天只会缩短大约一分半钟,而我们体内的生物钟,遵循着严格的 24 小时周期,可能不会注意到。

但如果我们比平时转得快 100 英里/小时,那么一天将只有大约 22 小时。对我们的身体来说,这就像打了兴奋剂的夏令时。你不会把时钟拨快一小时,而是每天都要拨快两小时,身体根本没有时间适应。白天长度的变化可能会扰乱植物和动物。

但这一切都只发生在地球突然加速的情况下。“如果它在数百万年里逐渐加速,我们会适应的,”Odenwald 说。

飓风会更强

如果地球的自转速度缓慢增加,它会带动大气层一起移动,我们可能不会注意到日常风和天气模式有很大差异。“温差仍然是风的主要驱动因素,”Odenwald 说。然而,极端天气可能会变得更具破坏性。“飓风会转得更快,”他说,“它们的能量会更强。”

原因又回到了我们之前提到的那个奇怪现象:地球在赤道处转得更快。

如果地球完全不自转,北极的风会直线吹向赤道,反之亦然。但由于我们在旋转,风的路径会向东偏转。风的这种弯曲被称为科里奥利效应,它使飓风产生旋转。如果地球转得更快,风会向东偏转得更远。“这实际上使旋转更加剧烈,”Odenwald 说。

水会淹没世界

赤道处速度的增加意味着海洋中的水会开始聚集在那里。每小时速度增加 1 英里,赤道附近的水会在几天内加深几英寸。

每小时速度增加 100 英里,赤道就开始被淹没。“我认为亚马逊盆地、澳大利亚北部,以及赤道地区的海岛,都会被淹没,”Fraczek 说。“淹没多深,我不太确定,但我估计大约 30 到 65 英尺。”

如果我们将赤道的速度加倍,使地球每小时转得快 1000 英里,“那显然是一场灾难,”Fraczek 说。离心力会将数百英尺的水拉向地球的“腰部”。“除了像乞力马扎罗山或安第斯山脉的最高峰这样的最高山脉,我认为赤道地区的一切都会被水覆盖。”这些额外的水将从离心力较低的极地地区被吸出,所以北冰洋会浅得多。

每小时速度增加 100 英里,赤道就开始被淹没。

与此同时,每小时转速增加 1000 英里带来的额外离心力意味着赤道处的水更容易与重力抗衡。Fraczek 预测,这些地区空气中将充满水分。在浓雾和厚重云层的笼罩下,这些地区可能会经历持续的降雨——好像它们还需要更多水一样。

最后,在每小时约 17,000 英里的速度下,赤道处的离心力将与重力相匹配。在那之后,“我们可能会经历反向降雨,”Fraczek 推测。“水滴可能会开始向上移动到大气层中。”那时,地球的转速将比现在快 17 倍以上,赤道地区可能不会有多少人类还活着去惊叹这种现象。

“如果这些可怜的幸存者在地球大部分水转移到大气层及以外之后仍然活着,他们肯定会想尽快逃离赤道地区,”Fraczek 说,“这意味着他们应该已经到达极地地区,或者至少在中纬度地区。”

地震活动将震撼地球

在非常快的速度下——比如每小时约 24,000 英里——并且经过数千年,最终地球的地壳也会发生变化,在两极变平,在赤道处膨胀。

“我们将发生巨大的地震,”Fraczek 说。“构造板块会快速移动,这将对地球上的生命是灾难性的。”

地球未来会转多快?

信不信由你,地球的速度一直在波动,Odenwald 说。地震、海啸、大规模气团以及冰盖融化都会在毫秒级别改变自转速率。如果地震吞噬了一部分地面,稍微缩短了地球的周长,它就会有效地加快地球完成自转的速度。大规模气团可能产生相反的效果,就像溜冰者展开手臂而不是收紧手臂一样,使我们的自转速度稍有减慢。

地球的自转速度也会随着时间的推移而变化。大约 44 亿年前,在一次巨大的撞击地球事件后,月球形成了。当时,Odenwald 计算,我们的星球可能像一个扁平的橄榄球,自转得如此之快,以至于一天可能只有大约四个小时长。

“这次事件极大地扭曲了地球的形状,几乎把地球完全撕裂,”Odenwald 说。“这种情况还会再发生吗?我们最好希望不会!”

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自月球形成以来,由于月球对地球的引力作用,地球的自转速度一直在减慢,平均每 1000 万年减慢约 3.8 英里/小时。所以,地球的自转更有可能在未来继续减慢,而不是加速。

“地球不可能以如此 dramatic 的方式加速,”Odenwald 说。“要加速,它必须被一个正确的物体以正确的方式击中,那会使地壳液化,我们反正都会死。”

本文已更新。最初发布于 2017 年。

 

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