【原】地球已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)46億年了，為什么還沒有停下來？

宇宙時(shí)空探索 2024-12-29 發(fā)布于遼寧

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簡(jiǎn)單講：46億年的時(shí)間還是太短了！

我們常說“歲月是治愈一切的良藥”，對(duì)于這一說法，在眾多現(xiàn)象中都能找到印證！

許多朋友在幼年時(shí)肯定都曾玩過旋轉(zhuǎn)的陀螺，那玩意兒通常只會(huì)轉(zhuǎn)上幾分鐘便停下。而與此相似，地球本身可以被視為一顆超級(jí)“巨陀螺”，在宇宙空間中持續(xù)旋轉(zhuǎn)。

然而地球這顆巨陀螺因?yàn)槠潺嫶蟮馁|(zhì)量和巨大的慣性，加之在外太空受到的干擾和阻力幾乎可以忽略不計(jì)，這使得地球能連續(xù)旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)達(dá)46億年之久，并依然在持續(xù)旋轉(zhuǎn)。

盡管如此，科學(xué)研究揭示了地球自轉(zhuǎn)的速度實(shí)際上是在逐漸減緩的，只不過這一變化的速度極其微小，以至于每世紀(jì)僅慢了1.7毫秒，這在人類幾十年的壽命尺度內(nèi)幾乎無(wú)從察覺。

不過考慮到地球長(zhǎng)達(dá)46億年的漫長(zhǎng)歷程，自轉(zhuǎn)速度的減緩在整體上還是相當(dāng)明顯的。以每世紀(jì)慢1.7毫秒來計(jì)算，每6萬(wàn)年便會(huì)慢1秒，每400萬(wàn)年慢1分鐘，十億年則慢了4小時(shí)。

舉例而言，6500萬(wàn)年前至2.4億年前的恐龍時(shí)代，當(dāng)時(shí)一天的長(zhǎng)度僅有23小時(shí)，甚至更短。

那么，地球自轉(zhuǎn)速度為何會(huì)減緩呢？前面提到的外太空阻力影響微乎其微，真正的主因是月球，確切地說，是月球?qū)Φ厍虍a(chǎn)生的潮汐引力作用。

說白了，就是月球在“搗鬼”！

正是由于月球的潮汐引力作用，逐步消耗了地球自轉(zhuǎn)的動(dòng)能，導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)減慢，與此同時(shí)，這也迫使月球以每年約3.8厘米的速度逐漸遠(yuǎn)離地球。

那么，月球的潮汐引力作用究竟是如何使地球自轉(zhuǎn)變慢的呢？通過一個(gè)比喻或許能幫助我們理解。

想象一下，你的漂亮女友正在游樂場(chǎng)騎旋轉(zhuǎn)木馬，而你則騎著毛驢想追她。但毛驢的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及旋轉(zhuǎn)木馬。此時(shí)你手中握有一根繩子，如同“套馬的漢子”，你將繩子拋出，套住了女友騎的木馬。

由于木馬轉(zhuǎn)速更快，便會(huì)拉動(dòng)你的毛驢一同旋轉(zhuǎn)。在這個(gè)過程中，你的速度逐漸加快，而木馬的速度則逐漸減慢，最終你們的轉(zhuǎn)速趨于一致。

在這個(gè)比喻中，旋轉(zhuǎn)木馬代表地球，而你和你的毛驢則代表月球，那根繩子則象征著地球與月球間的引力。

我們?cè)倥e一個(gè)通俗的例子。很多人看過花樣滑冰比賽，選手們通過張開雙臂開始旋轉(zhuǎn)，再迅速合攏雙臂，旋轉(zhuǎn)速度便會(huì)加快。這實(shí)際上體現(xiàn)了“角動(dòng)量守恒”定律。

地球與月球這一系統(tǒng)就如同花樣滑冰的選手，但過程是反向的。起初選手快速旋轉(zhuǎn)，然后張開雙臂，旋轉(zhuǎn)速度便減慢。在這里，地球相當(dāng)于選手本身，而月球則相當(dāng)于其張開的雙臂。

當(dāng)然，除了月球，地球自身的一些活動(dòng)也會(huì)影響自轉(zhuǎn)速度。例如，2004年印尼的海嘯就使地球的自轉(zhuǎn)速度加快了大約3微秒。同時(shí)，地質(zhì)活動(dòng)或冰川活動(dòng)所引起的地球質(zhì)量分布改變，也會(huì)導(dǎo)致自轉(zhuǎn)速度的變化，這是為了保證角動(dòng)量的守恒。

此外，太陽(yáng)對(duì)地球同樣存在潮汐作用，這也會(huì)使地球的自轉(zhuǎn)速度減慢，最終導(dǎo)致地球被太陽(yáng)鎖定，如同地球鎖定月球一樣，屆時(shí)地球的一半將永遠(yuǎn)朝向太陽(yáng)。

不過，太陽(yáng)對(duì)地球的潮汐作用相較于月球來說較小，大約只有月球潮汐力的一半。當(dāng)?shù)厍蛲瑫r(shí)受到月球和太陽(yáng)潮汐作用的最大影響時(shí)，會(huì)發(fā)生大潮；而當(dāng)兩者的影響都達(dá)到最小時(shí)，則出現(xiàn)小潮。

也就是說，月球才是導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)減慢的“幕后黑手”，太陽(yáng)只是個(gè)“從犯”。

那么，地球什么時(shí)候會(huì)完全停止自轉(zhuǎn)呢？

需要注意的是，“停止自轉(zhuǎn)”并非絕對(duì)意義上的停止，而是相對(duì)于月球而言，換句話說，就是地球什么時(shí)候會(huì)被月球完全鎖定？

目前月球已經(jīng)被地球潮汐鎖定，因此它的一面永遠(yuǎn)面向地球。許多人誤以為月球已經(jīng)停止了自轉(zhuǎn)，實(shí)際上并非如此，月球仍在自轉(zhuǎn)，只是其自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)達(dá)到了同步。如果月球真的停止了自轉(zhuǎn)，就不會(huì)有其固定的一面朝向地球。

由于地球的質(zhì)量遠(yuǎn)大于月球，因此當(dāng)?shù)厍虮辉虑虺毕i定時(shí)，地球的一面也將永遠(yuǎn)朝向月球，這就意味著，月球?qū)⒂肋h(yuǎn)位于地球上某些國(guó)家的上空，其他國(guó)家則永遠(yuǎn)看不到月球。

然而，我們無(wú)需擔(dān)心這種情景的發(fā)生，因?yàn)檫@只是理論分析。實(shí)際上，要鎖定地球需要極其漫長(zhǎng)的時(shí)間。地球被月球鎖定大約需要超過一百億年，而地球被太陽(yáng)鎖定則需要更長(zhǎng)時(shí)間，至少需要五百億年以上。