地球每转6年，就会减一次速

地球有时转得快，有时转得慢，但总的来说它转得慢。中国科学家在世界上首次发现，6年周期振荡信号将出现“减速”。中国科学院测量与地球物理研究所和中国科学院上海天文台的专家合作开展了这项研究。相关论文已在线发表在著名的国际地球科学杂志《地球与行星科学通讯》上。

这种“减速”力来自哪里？研究它有什么意义？几天前，《科技日报》的一名记者就这些问题采访了中国科学院测量与地球物理研究所的专家。

50年内减少0.05毫秒

以太阳为参照，地球旋转一周需要24小时，也就是一天。天文学家称之为“一天”，而是“一天的长度”他们发现每天的“日长”并不相同，这表明地球的自转速率并不是固定的，而且不同的阶段有快有慢。

中国科学院测量与地球物理研究所的研究员刘根友说，作为一个经典的天文学话题，对地球自转“速度”的分析是为了了解地球本身。正是地球内核的旋转影响了它的旋转速度。专家将地球内部的物理现象和地球表面的物质分布从结果推回到过程。

即使在几年内，这种变化也可能是毫秒级的，甚至不是“瞬间”的，也很难察觉，但在精密测量中，这个量已经非常大，在赤道处的位置误差为0.5米，无线电波测距误差为30公里。

刘根友表示，根据国际组织发布的50年观测数据，中国科学院大地测量研究所的团队通过频谱分析发现，从1962年到2012年，存在6年周期变化，幅度约为0.12毫秒，且幅度呈下降趋势，总降幅约为0.05毫秒。

衰减与地球内部的能量耗散有关。

地球自转速率(日长)的变化非常复杂。在时间尺度上，我们可以将日长变化分为季节变化、年际变化和年代际变化。在更长的时间尺度上，例如，在百年尺度甚至数万年尺度上，地球的自转速率在很长一段时间内确实有非常缓慢的下降，这主要与地球表面的潮汐摩擦有关。

中国科学院测量与地球物理研究所段鹏硕博士说，过去六年信号的振幅变化特征和物理激发机制问题在国际上长期没有得到很好的解决。目前，世界上有些人认为6年周期只是太阳活动周期的一半。他们试图用太阳活动来解释长达6年的信号。我们发现长达6年的信号也有衰减。长达6年的信号衰减主要与地幔和液体外核边界的能量耗散效应有关。

段鹏硕说，我们的研究表明，6年周期的信号与地核的运动有着本质的联系，它的变化直接反映了地核的动态信息。由于地核在地下数千公里深处，很难理解它的运动和变化特征。然而，长达六年的信号为我们打开了一扇窗口，让我们直接了解核心的运动，所以研究它是非常有意义的。

地球深部磁场的信息可以定量估算。

“一天的长度有6年的周期性变化，这是外国专家在2000年首次在一天长度的观测数据中使用传统的小波时频变换技术检测到的。然而，我们首次使用标准小波变换方法来检测日长为6年的信号的衰减现象。标准小波变换方法是在传统小波变换的基础上发展起来的

段鹏硕说，我们工作表上的6年信号实质上是固体核心的固有振荡。由于我们用来解释长达6年的信号及其衰减的模型是一个三层地球模型，理论模型结果与观测结果的吻合进一步表明，地球内部的结构确实是一个三层结构，并且在地核和地幔之间确实存在很强的引力耦合，这对于理解地核内外边界和地核-地幔边界的形状信息、地核密度和地幔密度信息具有重要意义。

最重要的是，我们的专家已经找到了Q值和地核-地幔边界电磁信息之间的定量关系，Q值是表征6年信号衰减现象的质量因子。通过对6年信号衰减现象的准确分析，可以直接定量地估算地球深部(地幔-液体外核边界)的磁场信息。这是一种定量估算地球磁场的新方法。这种方法是由世界上的中国科学家首先提出的。

研究员刘根友说:“这远不是普通人的生活，但人类必须了解我们生活的星球。这是一个永恒的研究课题。”