地球自转的节奏似有六年一度的“减速”：科技日报独家报道中科院研究成果

文章来源：科技日报 刘志伟 发布时间：2017-12-28

科学家们揭示了一个罕见现象，即地球自转速度在6年周期内会经历短暂的“减慢”。这项研究由中国科学院测量与地球物理研究所与上海天文台合作完成，并在国际地学期刊《地球和行星科学通讯》上发表。

这个对地球“减速”的力量来自何方？它又意味着什么？科技日报记者近日就这些问题采访了中科院测量与地球物理研究所的专家。

50年的微小变化，0.05毫秒之谜

以太阳为参照，地球自转一周需24小时，但这一常规并非绝对。每个“一天”的长度都略有不同，这反映出地球自转速度并非固定不变，而是随时发生快速或缓慢变化。

刘根友研究员指出，这个发现对于理解更深层次的地球内部物理现象至关重要。正是因为地核的运动影响了其自转速度，我们才能通过分析结果来推断出更远处的地球内部结构和物质分布。

尽管这种变化只占毫秒级别，但对于精密测量而言，它已足够显著——0.1毫秒差异将导致赤道位置误差达0.5米，无线电波测距误差可达30公里。而针对半世纪长观测数据，中国团队发现6年周期振幅约为0.12毫秒，总共减少了大约0.05毫秒，从1962到2012年间。

衰减背后藏着能量耗散秘密

在地球自转速率（即“一天”）变化复杂多样，可以分为季节性、年度性以及年代际性的变动。在更长时间尺度上，如世纪甚至数万年的尺度上，确实存在较缓慢但持续的地球自转速率下降现象，这主要与潮汐摩擦有关。此外，在全球范围内，对于6年信号振幅及其激发机制，有关解释仍旧缺乏明确答案。

段鹏硕博士认为：“目前有人尝试利用太阳活动来解释这一现象，而我们则发现该信号存在衰退，与地幔和液态外核边界处能量耗散效应有关。”

新窗口开启：探索深层核心动力学信息

本次研究揭示了一种新的方法——利用标准小波变换技术探究此类数据。这项工作首先通过传统小波时频变换技术检测到了2000年的6年周期信号，然后采用标准小波变换方法再次确认并探讨其衰退特征。这进一步证实了固体内核本身摆动作用，以及三层结构模型所预言的地壳引力耦合作用强度，为了解内部结构提供关键证据。最令人兴奋的是，他们还找到了如何从这种衰退定量推算深部磁场信息的一种新方法，这在全球范围内都是第一次提出的人工智能应用领域中的突破性贡献。

（原载于《科技日报》 2017-12-28 5版）