【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!】

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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
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!
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