地球已经自转长达46亿年,为什么地球自转没有衰减到近乎停止?
简单回答:因为时间还太短。

与地球上的陀螺几分钟就会停下来不同,地球的自转受到的扰动和阻力相对要小得多,地球从诞生起虽然已经有46亿年时间,但自转的速度也没减少多少。大概的数字,一昼夜的时长会增加:1.7毫秒/世纪。(自转的减慢意味着一天的时间变长了。)
这个数字会使地球日每60000年增加一秒钟,每400万年增加一分钟,十亿年增加4小时。往回推算,当6500万到2.4亿年前恐龙在地球上出没时,一天的长度是23小时。

一天23小时,怪不得我觉得最近睡眠不足
地球为什么自转会变慢?

大部分原因都要算在月亮头上。
从地球海洋在45亿年前形成开始,潮汐加速机制就开始运作了。月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象,潮汐力耗散地球的自转能量,降低地球的旋转速度,同时也导致月球正在以每年3.8cm的速度远离地球。啥?这说的啥?
打个比方。

想象一下,你的女神正骑在旋转木马上转啊转,而你骑着一头小驴在旋转木马外围同方向追啊追,但无奈的是,女神转得很快,而你的小驴有点慢。这时你手上碰巧有一条绳子,可以像牛仔一样套住她的木马,那么你的速度会提高,而旋转木马就会慢下来一点,最终你和女神保持同步了。(也就是说一旦你的速度与木马的速度相匹配,你的套索就无法再让你提高速度了。)相当于女神用爱发电,把她能量的一部分传递给你了。

你的小驴就是月球,旋转木马就是地球,而套索就是引力。我们知道,月球轨道升高是因为月球速度的提高,这就意味着地球自转变慢,从而使得一天的时间变得更久。一旦一天的长度等于一个月的长度,潮汐加速机制就会停止。(如果以现在1天为约24小时计,预计那个时候一天等于现在的47天。地月距离将增加到当前的135%。) 这种状态,被称为卡西尼状态(Cassini states,1693年由著名科学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼在1693年提出,对,就是发现土星环上有缝儿的那个卡西尼)

N亿年前,月球更近,使地球像芭蕾舞演员一样旋转着,双臂紧贴身体。随着时间的流逝,月球远离地球,地球开始减速,就像芭蕾舞演员伸出双臂以减慢其旋转一样。

同样的道理,随着潮汐在全球范围内让海洋产生移动,地球的惯性矩也随之发生变化。为了保持角动量守恒,固体地球会相应地改变其旋转速度。同时,随着潮流的减慢或加快,它们与固体地球不断交换角动量,这也会让转速改变(此处略)。
地球变慢是瞎猜还是证据确凿?
行星自转的长期变化是地球物理学的经典话题。英国天文学家埃德蒙多·哈雷爵士(Edmond Halley,就是那个“交大女生一回头,哈雷彗星撞地球”的哈雷)在300年前就首次提出了月球在不断加速的假设。我们现在知道,哈雷爵士发现的月球加速一大部分只是表面现象,背后是是地球自转的减慢,使月球看起来速度更快了。
地质和古生物学的证据显示,在遥远的过去,地球自转的比现在要快,月球也比现在更靠近地球。证据显示3.7-6.2亿年前,一天的长度大约是22小时,一年大概有400天。当时月球远离地球平均速率是每年约2.2厘米。

珊瑚化石可以通过年轮推算几亿年前的日长
下图显示了考古和古生物学的研究成果。绿色代表层叠岩(叫叠层石,是30多亿年以来蓝藻沉淀作用的产物),蓝色代表潮汐韵律层(古代沉积化石记录的潮汐周期),红色代表贝壳及珊瑚化石。紫色为拟合曲线。

横轴为距今的时间,单位MA百万年
以上的古生物学证据显示,在距今约4.25亿年的志留纪,每年有407天,即那时1天的长度只合21世纪的21.5小时,而在2.8亿年前的二叠纪则为22.8小时,平均计算每10万年日长增加2秒。从古代历史的日食记载及近 200年日食观测所推算的结果与此大致相同。
可见,地球自转减速是相对匀速的,没有太大的突变。
只有月亮会影响地球自转么?
月球是最主要的原因,地月引力在过去数亿年间减缓了地球的自转速度,但是有些大事件,像是2004年印度洋地震(印尼海啸),就使地球的转动加速了大约3微秒(地震往往使地球加速自转)。另外在冰河期后期,由于地球质量分布的改变,为了保证角动量守恒,转动速率也有所改变。
什么时候地球自转会停下来?
由于月球质量相对地球来说相当大,这对CP会越来像是一对双行星。如果忽略其他效应,潮汐加速将一直持续下去,直到地球的自转和月球的轨道周期相匹配为止。那时候,月球将会永远固定在地球上某一个国家的上方,就像冥王星与它最大的卫星卡戎一样。

冥王星-卡戎的质心落在这两个天体之外
可惜的是,地球自转速度减缓得仍然太慢,慢到无论如何都等不到地月锁定的那天了,因为那时候地球早已经废了。
大约21亿年后,不断增强的太阳辐射将导致地球上海洋大量蒸发,消除了大部分潮汐隆起引起的潮汐摩擦和潮汐加速。就算海洋能得以保全(潮汐加速和太阳质量的损失也会让地球远离太阳),30亿年后银河系会与仙女座的星系撞上,地球会不会受到伤害?就算没什么伤害,45亿年后成为红巨星的太阳,也足以毁灭地球和月球,而那时地球的自转仍然远未能减缓到一个月的长度。
明天的月亮依然升起,生活依旧继续。
有人提到了太阳的潮汐作用。是的,太阳对地球也有和月球相似的潮汐锁定的趋势。即便它具有更大的引力场,但月亮也由于靠近地球而对地球施加了更大的影响。所以从实际的潮汐观测来看,太阳的潮汐大约是月球潮汐的一半左右,月亮明显占据C位。如果实际来算一下的话,那就要用到如下公式:

ω是地球自转频率,a是轨道长半轴,M是太阳质量,I是地球惯性矩,R是地球半径,G就是G,Q是品质因子,k2是勒夫数。
看公式就头痛星人的解释:其它不用看,只要看到最后那个a的6次方就能大概看出来,潮汐锁定时间与二个物体距离的六次方成正比。即距离变大12%,潮汐锁定的时候就大概能翻个倍。所以距离的影响特别大。所以说,月亮才是地球自转变慢的主谋,太阳是钱塘江大潮大案的帮凶。
粗略地算了一下,地月锁定大概要一两百亿年左右,地日锁定大概是五六百亿年左右。而太阳作为一个黄矮星,寿命大概为一百亿年,目前太阳大约50亿岁,所以再过大约50亿年,太阳内部的氢元素将全部耗尽,太阳核心将发生坍缩,导致温度高到不知道哪里去了,一派人间地狱的繁荣景象。这比锁定来得早得太多了。
大家都在看
-
耗尽百年发展科技,人类不断探索宇宙,最大难题从来不在星空 百年来,人类文明始终在向外奔赴。 从伽利略第一次举起望远镜望向深空,到人类踏足月球、探测器登陆火星;从卫星组网俯瞰地球,到深空探测器飞出太阳系边界。我们倾尽举国之力钻研航天、物理、人工智能、量子科技, ... 宇宙探索08-08
-
学科科普:全面读懂探索宇宙本源的宇宙学 宇宙学是天文学最具浪漫色彩的分支之一,它跳出了单个天体、单个星系的研究局限,把整个宇宙作为研究对象,探索其起源、结构与演化的底层规律。读完这篇内容,你就能系统掌握宇宙学的核心框架、研究逻辑与发展脉络, ... 宇宙探索08-08
-
让孩子通过趣味科普了解古代天文学知识,更建立起对宇宙探索欲望 在当下,人类对宇宙的了解已经达到了前所未有的高度。我们不仅能够将望远镜的视野延伸到银河系之外,捕捉亿万光年外的星光,甚至还能够发射探测器,踏上月球、火星等近地天体,亲身触碰那些曾经只存在于神话中的星辰 ... 宇宙探索08-06
-
宇宙探索:人类文明跃迁的终极方向 人类文明的终极边界,从来不是地球的地平线,而是浩瀚无垠的宇宙。当我们把目光投向星空,把主要目标和精力放在宇宙探索与星际开拓上,本质上是在为文明的存续寻找新的可能,为人类的未来开辟更广阔的生存空间。这场 ... 宇宙探索08-06
-
宇宙的探索与揭秘:地球不是悬浮的,它一直在往太阳里掉? 你闭上眼睛回忆一下,课本里那张蓝色的地球悬浮在漆黑太空中的照片,是不是印在脑子里了?安静、永恒、稳稳当当挂在空中。NASA说这是人类历史上最成功的视觉骗局。因为事实的真相说出来可能会让你后背发凉——地球不 ... 宇宙探索08-05
-
探索宇宙,可以带来多大盈利? 从古代夜观天象,到透过望远镜思考天体规律,再到依靠科技奔赴太空,人类对浩瀚宇宙的好奇心都未消失。肉眼观星真的能总结出规律吗?人类为什么对宇宙如此痴迷?千年来探索宇宙的方式有了怎样翻天覆地的变化?澎湃问 ... 宇宙探索08-02
-
为什么要进行宇宙探索?意义何在? 我小闺女刚出生的时候躺在摇篮中,大部分时间都在昏昏沉睡,偶尔睁开眼睛似乎都用尽了全身的力气。但每次睁开之后,她都会认真观望眼前的这个崭新世界。医学告诉我,新生婴儿的视力极弱,只能看到眼前20公分的物体, ... 宇宙探索08-02
-
拨开科幻迷雾,解析地外文明研究,读懂宇宙探索的真正价值 大家好,我是老武。提到外星文明搜索,许多人第一反应可能是这属于科幻领域,但对科学家而言,这是严肃的研究课题。普通人与科学家对“外星人”的思考存在明显差异,根源在于认知角度的不同。大众往往将外星文明与科 ... 宇宙探索07-31
-
耗费巨资奔赴星际,人类拼尽全力探索宇宙,到底图什么? 时常能听见一种疑问。地球上还有贫困、灾害、各类悬而未决的麻烦,各国持续投入资金发展深空探测,把探测器送往月球、火星,甚至朝着恒星际空间进发,这笔投入真的值得吗?不少普通人直观感受,与其望向遥远星空,不 ... 宇宙探索07-31
-
每秒飞一光年也没用?科学家认为:人类永远无法飞出宇宙 如果下一秒,你被扔进一艘每秒能飞一光年的飞船里,你觉得多久能飞出宇宙?答案是永远飞不出去,因为人类从诞生的那一刻起,就已经被永远困在了这片宇宙牢笼里。 我们先不说整个宇宙,就说人类能观测到的宇宙范围, ... 宇宙探索07-29
相关文章
- 耗费巨资奔赴星际,人类拼尽全力探索宇宙,到底图什么?
- 每秒飞一光年也没用?科学家认为:人类永远无法飞出宇宙
- 探索外太空,感受宇宙的神秘与浩瀚!🚀🌌
- 想象类作文之宇宙探索
- 《宇宙是什么:探索宇宙的起源、结构与深层奥秘》日 村山齐 202409
- 天文科普启心智 探索宇宙燃梦想
- NASA新太空望远镜将探索宇宙的重大谜团
- 引力波天文学:用时空的涟漪聆听宇宙
- 探索元宇宙的三个发展历程,开启未来新篇章!
- 碳基生命缺陷太大?硅基生命更适合宇宙探索!人类真能转化吗?
- 蓝星之外·月球探索2049!奔赴一场宇宙之约
- 黑洞探秘:宇宙中最极端的时空深渊
- 人类对宇宙探索越深,越绝望!两个真相彻底颠覆认知
- 移居外星球,科学还是空想?在2026航天国际科幻季天文科普沙龙共赴星际探索之约!
- 这三部大家都看过几部?#宇宙探索编辑部#
- 回望宇宙探索征程,铭记每一份热爱与坚守。
- 宇宙最诡异的毫秒信号!研究20年至今无解,真的是外星文明吗?
- 宇航员生病怎么办?太空医学为宇宙探索护航
- 不陪美国玩了,中国探测器抵近小行星,开启宇宙探索挑战全球首次
- 从月球到小行星:中国探索宇宙的"下一步",为什么不是载人登月?
热门阅读
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头) 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
-
创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命) 12-25
精选文章
- 预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 中国空间站离地球有多少公里有多大,400公里/大约有110立方米 ...
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
