※ 引述《yoyodiy (废文心得文大师)》之铭言：
: 研究表示 因为地球自转变慢 所以今年大地震会增加
我来科科科科科普一下地球的转动啦...
研究地球的科学家会把地球的转动分成三个部分.
第一是公转, 第二是自转, 第三是地轴指向的运动.
不管是稳定性, 能量或携带的角动量, 由大排到小都是这样.
公转跟自转大家都知道, 今天科普的范围是地轴指向.
地球放在太空中转动, 它的行为跟陀螺很像.
歪放著转的陀螺, 转轴会绕圈, 没力的还会一直点头.
https://www.youtube.com/watch?v=75BM2O8ytZs
这个影片只有三秒钟, 不是我做的, 绕圈跟点头就是长这样.
地球科学家把地轴绕圈叫做 precession, 进动.
地轴点头也有个词叫做 nutation, 章动.
这两个词没什么学问, 看到乡民用这个词唬你, 不要被吓倒了.
另外有个叫做极移的行为比较酷, 不过它不在今天科普的范围.
请自行 google: polar motion of the earth.
名词解释没学问, 有学问的是“地球转动为什么会忽快忽慢”.
忽快忽慢的原因很单纯: 地球身上有受外力矩, 会改变角动量.
这里面有一个比较容易想像的观念...
“月球或者太阳对地球所施加的重力不均匀. ”
这当然, 地球总是有一边离月亮比较远, 另一边离月亮比较近.
但是还有另一个比较难想像的观念.
“这些重力差异, 对整个地球由内到外所施加的合力距不为零. ”
这里头有个关键是地球不是完美的球体.
想像一个鸡蛋形状的东西, 整个鸡蛋泡在一个平方反比的重力场.
这些重力加起来会让鸡蛋有转动的企图!!
好啦, 我知道有点难想, 不过重点是这句话...
“在日地月的重力系统中, 地球的质量分布导致它身上有力矩. ”
接下来就比较简单了.
有力矩的东西, 角动量就要变.
地球有很多部位能藏角动量, 乡民跳舞也有贡献, 不过自转是大宗.
它可以用进动对应外力矩, 让地轴沿特定的方向偏一下.
这种改变之下, 自转的转速是不会有变化的.
但麻烦的是, 进动所贡献的变化不能满足地球感受到的力矩.
因为它只能改变一个特定方向的角动量, 我们就说是 Z 轴好了.
另外还有 X 轴与 Y 轴的角动量也要受力矩影响.
很简单, 地轴开始点头, 它用章动来回应力矩.
这也能改变角动量, 而且很厉害的是, 章动的贡献一定跟进动垂直.
不过, 进动加章动还不够, 物理学家们说这个叫做维度不足.
就是说, 力矩有三个维度, 所以你必须用三个对付三个.
最后一个进来补偿力矩的, 就是地球自转的速度.
地球改变自转所贡献的角动量变化, 也会跟进动与章动互相垂直.
但是, 补偿的过程中, 哪个变快那个变慢其实很难说.
最大的问题就是我们不知道地球内部的质量是如何分布的.
顶多知道地球还蛮圆的...
不过呢, 偏偏这个现象的起因就是“地球其实也没那么圆... ”
所以完蛋了, 这个研究方向没下文.
不过我们仍然知道一件事:
“如果地球所受的力矩沿着自转方向有值, 地球的转速就会变. ”
变快或变慢是可以观测的, 拿来推测一下地球内部的器官也是略懂略懂.
总之, 太阳跟月亮会让地球有时候转得快一点, 有时候慢一点.