为什么十几亿年前地球一天只有18小时,现在却有24小时?
自从46亿年前地球形成以来,地球自转的速度其实一直在变慢,这个变化过程极其缓慢。
地球自转的动力来自于最初形成时碎片碰撞的能量,也就是说地球不停的自转是惯性造成的。下图是地球刚形成时的模拟。
人们发现,地球刚形成的时候,一天只要四个小时。到大约16亿年前,地球自转周期放缓至9小时。到了6亿年前,地球自转周期放缓到了20小时。今天地球的自转周期是23: 56: 4。科学家估计地球自转每100年变慢1.8毫秒。照这样下去,2亿年后,地球上的一天将变成25个小时。
至于地球自转变慢的原因,现代公认的理论是月球引力引起的潮汐。月球引起的海洋潮汐无时无刻不在接触着登陆的陆地。从宏观的角度来看,潮汐与表面的摩擦是一个耗能的过程。几万亿年来,无数的摩擦一点点消耗着地球自转的能量,让地球自转越来越慢。也是因为这个原因,月球自形成以来,自转速度一直在变慢。直到今天,月球的自转速度相当于它的公转速度,也就是说月球始终是对着地球的。我们把这种现象称为“潮汐锁定”。
但是在一些偶然因素下,地球自转速度也会变快,比如地震。日本311地震震级达到里氏9.0级。后来,美国国家航空航天局测量到地震后地球自转周期减少了65438±0.6微秒。同样,智利将地球自转周期减少了1.26微秒。印度洋海啸使地球自转周期缩短了6.8微秒。
至于为什么地震可以加快地球自转,有一种理论认为,强烈的地震会使地球更加对称,更接近于一个球体,这样地球的转动惯量就会减小,自转速度就会加快。但从长期趋势来看,地球自转速度一直在放缓。