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自從20世紀60年代科學家發現生物鐘以來,對前奧陶紀的貝殼、珊瑚等化石的研究表明,當時的地球每年有420天,相比較現在的365天,多了整整60多天。這表明,地球自轉的速度正逐漸變慢。之後天文學家們對比了天文觀測數據,也得出了與地質學家一致的結論。這種趨勢是否還在繼續,地球為何會變慢呢?這也是許多人一直關心的問題。要說這個問題,我們得先了解地球自轉的原因。
地球為何會自轉
關於地球的自轉科學家曾用角動量守恆去解釋。在物理學中,一個旋轉物體的質量與它的角速度的乘積有一個固定的比例值,這個值便是角動量。在沒有外界幹擾的情況下,角動量一直是不變的,這就是角動量守恆定律。
將角動量定律放大到宏觀宇宙。50億年前,太陽系剛剛誕生,整個太陽系是一個塵土和氣體組成的雲團。由於受到某種幹擾,在引力的作用下,雲團開始向中心塌陷,逐漸形成一個巨大的雲盤。雲盤一遍收縮一邊加速,就像一個旋轉的花樣滑冰運動員一樣,把她展開的手收攏之後,它的旋轉速度也開始變快。
雲團的塌縮使得一部分物質組成了地球,一部分角動量也跟隨這些物質給了地球。因此如今的地球自轉是跟隨地球的形成而產生的,可以說是被上天賦予的。
地球自轉為什麼會變慢
既然在地球形成之後就有了自轉,根據角動量守恆定律,地球的質量沒變,它的自轉速度應該不會有變化。但是事實卻為何與此不同。這裡就要說到,剛才的前提條件,那就是沒有外力的幹擾。有人可能會認為宇宙是一個真空,不可能會有外力的幹擾。
其他的力不確定,宇宙中最不缺的就是引力。有科學家認為地球之所以自轉變慢的原因,大部分要算在月亮的頭上。月亮與地球之間的潮汐力正是這一現象的罪魁禍首。從地球海洋形成之時,潮汐加速機制就開始起作用了。月球對地球產生的潮汐力在不斷消耗著地球自轉的能量,降低了地球自轉的速度。
同時科學家還有另一個驚人的發現,月球正在以每年3.8cm的速度遠離地球。這就像你在冰上旋轉,有個小孩硬要拉著你往外跑,你不僅要帶著原本不凍的他旋轉,還要受他的拉扯,你的速度不變慢才怪。N年之前,地月之間的距離很近,隨著時間的流逝,月球開始遠離地球,地球也開始減速。
當然,月球並不是地球減速的唯一原因。例如,冰河時期由於地球質量分布的變化,使得轉動速度也發生了變化,進而去維持地球整體的角動量平衡。我們可以肯定的是角動量並沒有消失,而是被轉移到了其他星球以及物質上了。
地球自轉變慢,人類的生活會有影響嗎?
答案當然是肯定的。作為我們賴以生存的家園,如今的地球消失哪一樣特徵都會對人類產生不可估量的影響。比如地球的氣候、洋流,這些都是依賴於地球的自轉所產生的。當這種自轉停止,整個地球的氣候模型必然會紊亂,倒是大風、海嘯等地質災害接踵而至。另外,由於停止自轉,由地核所維持的磁場也會消失,那時的宇宙輻射也將會是現在的數倍。
地球自轉變慢已成事實,不過就目前的情況來看,科學家也並未發現自轉變慢對於生物的影響。而人類是否需要現在做出行動,科學家並不建議。因為相比較人類的生命尺度,地球停止自轉的時間還很長,而眼前需要我們做的事情會更多。