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地球自转速度为什么会逐渐减慢

2020年07月09日

作者:柴老师国际教育服务

来源:网络

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  一、为什么地球自转速度逐年减慢  谁都知道,现在地球公转一周称一年,有365日5小时48分46秒;一天有23小时56分4.1秒;月球绕地球一周称一月为27日7小时43分11.47秒。假如没有其他的作用力影响地球,那么这些数字永远也不会改变。然而大量的事实已经证明,地球自转的周期在经常不断地变化着。  通过数珊瑚壳上长出的碳酸钙条带人们会知道:在5.7亿年以前的寒武纪,即最古老的化石时代,地球一昼夜只有20.47小时,每年有428天;在5亿年前的奥陶纪早期,每天有21.4小时,每年有409天;在3.7亿年前的泥盆纪中期,地球上的一年有398天左右,每天有22小时;而在3.2亿年前的石炭纪,每年只有387天。由这些观察到的数据,我们可估计出地球的自转周期每一百年约增加0.00164秒,即每10万年增加1.64秒。

  二、那么,是什么力量在改变着地球自转的速度呢?  我们都玩过陀螺,假如开始顺向转着的时候,用绳子再顺向抽打它一下,它就转得更快了;若反向抽一下,它就转得慢了。地球也是这样,它自西向东自转着,当有一个力也是自西向东推它一下,它就转得更快了;当有一个力是自东向西反推它,它就转得慢了。那么这是个什么力在推着地球,改变着地球的自转周期呢?这个力就是月球和太阳对地球的引潮力。  潮汐,主要是由月球和太阳对地球各部分的引力大小不等引起的。引潮力的大小与天体的质量成正比,而与天体离开地球的距离的平方成反比。因为月球比太阳离地球的距离近得多,所以月球的引潮力是太阳的2.17倍。  在月球、太阳引力作用下,无论在海洋、大气还是地球的固体地壳上,都会引起潮汐。随着地球的自西向东自转,月球和太阳东升西落,潮汐隆起部位也必定是自东向西地运转,这恰好与地球自转方向相反。于是海水依次扫过较浅的海底;岩层也会在它们上升或下陷时彼此发生挤擦;大气也必然要与地表产生摩擦,大陆逐渐向西漂移。就是这些极其微弱的摩擦力消耗着地球的转动能,对地球起着制动作用,从而使地球的自转速度逐渐减慢,自转周期逐渐变长。  但是,地球和月球之间是一个能量守恒系统。地球自转速度的减慢,必然导致地球和月球距离的逐渐增大,以达到新的平衡,据估计,月球以大约每年一米的速度渐渐远离地球,阴历每月的天数也随之增加。人们观测鹦鹉贝化石螺纹的数目,已经知道,在4亿年前每月只有9天,1.5亿年前为17天,7000万年前为22天,3000万年前为25天。当有朝一日地球和月球各自的自转周期等于公转周期,即一天等于一个月时,月球的潮汐作用就停止了。但太阳的潮汐作用仍然存在。因为太阳潮也是自东向西传播的,所以地球自转周期仍将继续增大,到那时,地球上的一昼夜将长于一月。但是,此时月球的潮汐作用又将“复活”,但显然这时的月球是自西向东作周日视运动的,因此潮汐的运转方向与地球自转方向保持一致,从而又使得地球自转变快,自转周期变短,月地距离也随之缩小。如此周而复始,造成地球自转速度永无休止地变化。

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