为什么地震会改变地球的自转速度

美国宇航局帕萨迪纳喷气推进实验室的理查德·格罗斯博士计算出，2010年发生在智利的里氏8.8级地震加速了地球自转。根据他的计算，智利地震使地球的白昼缩短了约1.26微秒。格罗斯还计算出导致2004年12月灾难性海啸的海底地震使地球一天缩短了2.68微秒。

日数仅为1000亿分之一，这些较短的白昼很难解释为什么人们越来越难找到时间来做所有事情。然而，它们是真实的，尽管难以察觉。

地震是如何影响地球自转的?

在地震中，地壳板块沿着断层线移动时，地面会发生震动。构造板块可以水平或垂直移动。无论哪种方式，地壳中的大量岩石都会改变位置。地壳中的质量分布发生了变化。虽然对住在震区附近的人们来说意义重大，但与地球的质量相比，移动的岩石质量非常小。

角动量守恒

在物理学中，角动量守恒定律要求没有外部力矩(旋转力)的系统的总角动量保持不变。角动量是物理学家测量旋转运动量的方法。因此，角动量守恒要求物体没有外部旋转力来保持等量的旋转运动。

物理学家称角速度为角速度。和质量的角度相似的是转动惯量。类似于线性动量是质量乘以速度，角动量是惯性矩乘以角速度。

为了保持角动量不变，如果转动惯量增大，角速度减小。然而，如果转动惯量减小，角速度就增大。

惯性矩

质点的转动惯量是它的质量乘以它到旋转轴的距离的平方。对于一个扩展的质量，总转动惯量是质量分布中每个点的转动惯量的总和。

关键思想是转动惯量包括质量和到旋转轴的距离。如果一个物体的质量分布发生变化，使得它到旋转轴的平均距离发生变化，那么它的转动惯量就会发生变化。

地震和地球的转动惯量

正如地震移动地壳中的岩石一样;它改变了地球质量的分布。垂直移动构造板块的地震改变了构造板块与地球旋转轴的距离。这个微小的距离变化会影响地球的转动惯量，而转动惯量反过来又会微小地改变地球的自转速率。

如果构造板块的一部分向下移动，它与地球转轴的距离就会缩短。地球的转动惯量减小。地球的角速度增加以保持角动量。随着地球自转速度的加快，白天的长度会不知不觉地缩短。如果地壳板块向上移动，就会发生相反的情况，白天就会变长。

在2010年和2004年的大地震之后，一天变短了，因为构造运动使一些质量更靠近地球的旋转轴，降低了地球的转动惯量，增加了地球的自转速率。详细的计算非常复杂，但基本的物理原理并不难理解。

其中涉及到的基本物理原理是相同的花样滑冰运动员要旋转或快或慢地移动他们的手臂。

物理学的美妙之处在于简单原理的能力，比如角动量守恒，可以解释不同的现象，比如地球自转速率的变化，花样滑冰运动员旋转，保持平衡的自行车旋转陀螺和陀螺罗盘。