地球的自转速度为何越来越慢？过去的半个世纪你多拥有27秒时间

发布者：南定中原 2023-10-17 14:05

我们都知道，地球自诞生之日起就一直在自转，如今已经自转了46亿年时间，那么地球为什么会自转呢？

在大约46亿年前，在太阳系以及八大行星形成的过程中，就开始自转了。

任何一个恒星系统（当然也包括太阳系）在形成初期，都是由各种气体，尘埃等组成，而且质量分布非常不均匀，在引力的作用下，气体尘埃等物质会向内发生坍缩，当质量和引力足够大时会发生核聚变，一颗恒星就诞生了。


在向内坍缩的过程中会形成庞大的吸积盘，形成吸积盘的过程是不对称的（因为质量不均匀，引力也不均匀），就会发生旋转带有最原始的角动量，这些角动量就会一直保留直到今天，太阳地球等天体就会不停地旋转。

当然除了最终原始角动量的诠释之外，还有其他假说，比如说大碰撞学说。有科学家认为，在地球形成早期（原始地球），一颗火星大小的行星猛烈撞击地球，碰撞让地球失去了一部分，成为了月球。同时碰撞也让地球获取了额外的角动量。


地球自转的速度并不是一成不变的，比如说一亿多年前的恐龙时期，地球自转的速度就比现在要快很多。那么有哪些因素会影响地球自转的速度呢？

除了刚才所说的天体碰撞，还有其他自然因素。

首先就是潮汐作用，主要来自我们的月球。我们都知道，月球的一面总是朝向地球，这种现象就是“潮汐锁定”，来自潮汐力。


潮汐作用最直接的体现就是地球上大海的潮起潮落，在这个过程中，地球的形状会在圆形和椭圆形之间来回变换，产生的净力矩会拉拽我们的地球，地球的自转速度就会因此而变慢。

潮汐作用是相对的，并不只是月球对地球有潮汐作用，地球对月球也会潮汐作用。随着地球自转速度越来越慢，终有一天，地球也会出现一面永远朝向月球的情况。

这里有个问题，地球的自转速度变慢，意味着损失了一部分角动量，那么损失的角动量到哪里去呢？

简单讲，这部分角动量转移给了月球，准确地说到了月球的轨道，月球轨道的角动量升高了，表现出来就是月球的轨道升高了，意味着月球距离地球越来越远。


事实上也正是如此。科学家们发现，我们的月球远离地球的速度大约每年3厘米多。

除了外部因素外，地球自身某些结构的改变也会影响地球的自转速度，比如说海啸，地震等。

说到角动量，现实中一个非常直观的体现，那就是花样滑冰。看过花样滑冰的小伙伴应该都知道，运动员经常会在滑冰时做圆度旋转的动作，这个动作的一个物理学核心就是角动量守恒。运动员会用力先给自己一个角动量，也就是让自己快速自转，紧接着会把张开的双臂收起来，结果就是运动员的自转速度加快，这就是角动量守恒的直接体现。

地球和运动员旋转的原理是相同的，质量分布的变化会影响地球自转速度。比如说2011年的日本强烈地震就影响到了地球的自转速度，让地球自转速度加快了，不过变化非常微弱。

虽然不同的因素会造成地球自转速度变慢或者变快，但整体来看，地球自转速度是不断变慢的。因为潮汐力的作用是很大的，同时也是持续性的，而地球自身的活动，比如说地震海啸等只是偶尔发生，尤其是强烈的地震海啸。


根据科学家计算，每一百年时间，地球每天的时长大约会增加1.7毫秒，也就是每年0.6秒，别看0.6秒非常短，但亿万年之后，时间的变化就会很明显体现起来。

既然地球一天的时间越来越慢，怎么才能把增加的时间调整过来呢？

这并不是大问题。每隔几年，全球会统一修改地球上的时间，这就是“闰秒”。从上世纪70年代开始到今天，科学家为了调整地球时间，增加了27次闰秒，也就是说，过去的半个世纪里，地球自转速度慢了大约27秒左右！

地球 地震 三星伴月天象即将上演 海啸 太阳系 武汉海报登上人民日报

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