為什么地球的一天有24小時長(太陽是如何阻止它變長的)？
來源：桑間濮上網(wǎng)
時間：2025-12-08 07:57:38
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(jù)美國太空網(wǎng)（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(dāng)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(xiàn)在更靠近地球，太陽我們的何阻星球旋轉(zhuǎn)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(jié)果是何阻地球的自轉(zhuǎn)變慢了。今天，止變眾所周知，地球上的一天持續(xù)24小時。
然而，以月球遠(yuǎn)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(yīng)該已經(jīng)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(xué)的吳漢波領(lǐng)導(dǎo)的多倫多大學(xué)和波爾多大學(xué)的天文學(xué)家現(xiàn)在有了答案。這都與地球大氣中的熱潮汐和月球發(fā)出的重力潮汐所產(chǎn)生的扭矩平衡有關(guān)。
正如我們所知，月球的引力吸引著地球上的海洋，導(dǎo)致地球相反兩側(cè)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(zhì)量意味著月球?qū)λ囊Ω螅偌由虾Ｑ蟪毕秃５字g的摩擦效應(yīng)，最終結(jié)果是地球自轉(zhuǎn)每世紀(jì)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(yīng)，如果它們在地球周圍回蕩的周期與地球的旋轉(zhuǎn)發(fā)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(xué)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(chǎn)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(chǎn)生了扭矩，但它沒有像月球那樣減緩地球的自轉(zhuǎn)，而是加速了地球的自轉(zhuǎn)。”
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(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)變慢。然而，根據(jù)大氣全球環(huán)流模型和沉積巖中對應(yīng)于過去大潮和小潮的條帶的地質(zhì)證據(jù)，這一切在22億至6億年前發(fā)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(zhuǎn)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(fā)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(zhuǎn)一周，熱潮汐就繞地球轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xù)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(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)地球的自轉(zhuǎn)速度在略微加快，但從長遠(yuǎn)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(zhuǎn)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(yuǎn)離共振，”默里說。“結(jié)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(fā)現(xiàn)發(fā)表在7月5日的《科學(xué)進展》雜志上。
