為什么地球的一天有24小時長(太陽是如何阻止它變長的)？
發表于 2025-12-10 09:06:10
來源：
桑間濮上網
盡管月球與地球的距離不斷增加，但太陽的時長影響有助于將地球的一天長度保持在24小時。(圖片來源:NASA)
（神秘的太陽地球uux.cn）據美國太空網（基思·庫珀）：由于來自月球和太陽的重力潮汐力之間的暫時平衡，地球一天的何阻長度只有24小時，而不是止變60多小時。
當月球在大約45億年前形成時，地球的天可能是時長由于一次巨大的撞擊，它比現在更靠近地球，太陽我們的何阻星球旋轉得更快，一天的止變長度不到10個小時。從那以后，地球的天月球逐漸向外移動，時長偷走了一些地球的太陽角動量，結果是何阻地球的自轉變慢了。今天，止變眾所周知，地球上的一天持續24小時。
然而，以月球遠離我們的速度——使用阿波羅宇航員留在月球上的激光反射器進行的實驗測得每年1.49英寸(3.78厘米)——我們的星球應該已經慢到每天60小時的地步。那么是什么減緩了減速呢？
由多倫多大學的吳漢波領導的多倫多大學和波爾多大學的天文學家現在有了答案。這都與地球大氣中的熱潮汐和月球發出的重力潮汐所產生的扭矩平衡有關。
正如我們所知，月球的引力吸引著地球上的海洋，導致地球相反兩側的高潮，因為海洋隆起跟隨月球圍繞我們的星球。海洋潮汐隆起中更多的質量意味著月球對它的引力更大，再加上海洋潮汐和海底之間的摩擦效應，最終結果是地球自轉每世紀減慢約1.7毫秒。
然而，地球大氣層中的熱潮汐能夠抵消這種破壞效應，如果它們在地球周圍回蕩的周期與地球的旋轉發生共振的話。大氣的溫度控制著熱波的速度，隨著大氣變暖，它會膨脹，形成另一種膨脹。
多倫多大學加拿大理論天體物理研究所的諾曼·默里在一份聲明中說:“陽光也產生了具有相同類型凸起的大氣潮汐。”“太陽的引力吸引了這些大氣凸起，對地球產生了扭矩，但它沒有像月球那樣減緩地球的自轉，而是加速了地球的自轉。”
在地球歷史的大部分時間里，月球潮汐比熱力潮汐強10倍，導致地球自轉變慢。然而，根據大氣全球環流模型和沉積巖中對應于過去大潮和小潮的條帶的地質證據，這一切在22億至6億年前發生了變化。
隨著大氣變暖(這一時期冰川作用的減少證明了這一點)，熱潮汐變得越來越大，越來越快，直到它們進入與地球自轉共振的頻率。共振是一種放大。最常見的類比是一個蕩秋千的孩子——在合適的時候推他們一把，與他們蕩秋千的弧線同步，他們就會蕩得更快更高。自然界的共振也會發生類似的情況。
大約22億年前，熱潮汐開始以近10小時的周期繞地球運行，而地球一天的長度為19.5小時。換句話說，地球每自轉一周，熱潮汐就繞地球轉兩圈，共振比為2:1。這種共振只是放大了熱潮汐，所以大氣隆起變得更大，太陽的引力變得足夠大，足以與月球的引力相匹配。
因此，月球潮汐引起的地球自轉減慢開始被熱潮汐引起的加速抵消。在22億年至6億年前的那段漫長時間里，地球一天的長度并沒有繼續變慢，而是保持在19.5小時。
最終，這兩種潮汐力失去了同步，在過去的6億年里，地球的自轉開始再次變慢。今天，一天的長度是24小時，而熱潮汐繞地球一周需要22.8小時。
然而，這種情況并不固定。盡管最近的測量發現地球的自轉速度在略微加快，但從長遠來看，地球可能不會回到潮汐力相互平衡的時代。相反，氣候變化可能會使熱潮汐與行星自轉更加不同步，增加月球潮汐對地球減速的影響。
“隨著全球變暖，我們增加了地球的溫度，我們也使共振頻率變得更高——我們正在使我們的大氣層遠離共振，”默里說。“結果，來自太陽的扭矩減少了，因此白天的長度會比正常情況下變得更長。”
這項新發現發表在7月5日的《科學進展》雜志上。 |
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