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

发布者:南定中原 2023-10-17 14:05

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。

当然除了最终原始角动量的诠释之外,还有其他假说,比如说大碰撞学说。有科学家认为,在地球形成早期(原始地球),一颗火星大小的行星猛烈撞击地球,碰撞让地球失去了一部分,成为了月球。同时碰撞也让地球获取了额外的角动量。


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!

大家都在看

  • 人类首次清晰捕捉黑洞“舞步”,开启宇宙探索新视界

    人类首次清晰捕捉黑洞“舞步”,开启宇宙探索新视界 12月12日中午,在北京中国科学院国家天文台会议室内,研究员刘继峰、王亚楠与中国科学院大学副教授黄样、华中科技大学教授雷卫华等正在聚焦1.2亿光年外的一场“宇宙风暴”—— 一颗恒星被超大质量黑洞撕裂,残骸形成 ... 宇宙探索12-20

  • 封面解读:外星生命、暗物质、暗能量……宇宙探索之旅,出发!

    封面解读:外星生命、暗物质、暗能量……宇宙探索之旅,出发! 当我们抬头仰望星空,是否曾想过,那些闪烁的星光背后,隐藏着宇宙怎样的秘密?《知识就是力量》2025年12月新刊封面正是一幅精心编排的宇宙探索地图。让我们跟随封面上的图案,踏上一场穿越时空的宇宙探索之旅。12月 ... 宇宙探索12-18

  • 宇宙有多大?——科学视角一探索与认知-

    宇宙有多大?——科学视角一探索与认知- 引言宇宙的浩瀚与神秘一直是人类探索的终极命题。从古代天文学家仰望星空的梦想,到现代科学家利用先进的望远镜进行深空探测,关于“宇宙有多大”的问题一直激发着人类的好奇心和探索欲望。本文将结合最新的科学研究 ... 宇宙探索12-14

  • 宇宙有多大?探索无垠的空间之谜

    宇宙有多大?探索无垠的空间之谜 “宇宙有多大?”这是一个古老而又深刻的问题,激发了无数天文学家、物理学家乃至普通人对未知世界的无限好奇。从古代的天文学家仰望星空,到现代科学利用先进望远镜观测遥远星系,我们不断在探索宇宙的边界,试图理 ... 宇宙探索12-14

  • 宇宙诞生时间大揭秘:一场跨越时空的探索

    宇宙诞生时间大揭秘:一场跨越时空的探索 在人类对未知的无尽探索中,宇宙的诞生时间一直是一个极具吸引力的谜题。它大揭秘:就像一个神秘的宝藏,吸引着无数科学家和爱好者去挖掘真相。那么,宇宙究竟是什么时间诞生的呢?让我们一起踏上这场跨越时空的探索 ... 宇宙探索12-09

  • 天文望远镜的演变史:人类探索宇宙的“神器”之路

    天文望远镜的演变史:人类探索宇宙的“神器”之路 你知道吗?我们今天能用望远镜看到遥远的星系、黑洞,甚至探索宇宙的起源,这一切都离不开几百年来不断创新的天文“神器”——望远镜。从古代的仰望星空到现代的超级望远镜,它的每一次突破都带领我们更接近宇宙的奥 ... 宇宙探索12-09

  • 宇宙的奥秘探索:我们到底走了多远?

    宇宙的奥秘探索:我们到底走了多远? 朋友们,你有没有想过,浩瀚的宇宙到底藏着什么秘密?从小仰望星空,看到那一颗颗闪烁的星星,心里是不是也会想:它们背后到底隐藏着什么?其实,关于宇宙的故事,就像一场永不停歇的冒险,充满了奇迹和谜题。今天就 ... 宇宙探索12-07

  • 精妙绝伦的宇宙探索未解之谜

    精妙绝伦的宇宙探索未解之谜 6个精妙绝伦的宇宙未解之谜,颠覆认知的星际谜题至今无解!宇宙浩瀚如穹顶,藏着无数超越想象的奥秘。从神秘的暗物质到诡异的黑洞奇点,从外星文明的猜想 to 宇宙的终极命运,这些未解之谜既牵动着科学家的探索神经 ... 宇宙探索12-03

  • 用我们能读得懂的语言走进宇宙前沿知识——引力的了解和探索之中

    用我们能读得懂的语言走进宇宙前沿知识——引力的了解和探索之中 在人类探索宇宙的漫长历史中,我们逐渐掌握了更多宇宙的秘密,宇宙的运行规则最终被归结为四种力,它们都非常神秘,难以理解,是宇宙探索的最前沿理论。而它们之中,引力与我们最为接近,也最容易被我们理解。它既是 ... 宇宙探索12-02

  • 【标题】天文与宇宙探索带你走进神秘的星空世界,揭开宇宙的秘密

    【标题】天文与宇宙探索带你走进神秘的星空世界,揭开宇宙的秘密 嘿,朋友们!你有没有想过,天上的那些星星到底藏着什么秘密?为什么我们能看到那么多星座?人类又是怎么一步步走进浩瀚宇宙的?今天就带你深入了解一下天文和宇宙探索的那些事,让你对星空有更酷、更震撼的认识!说 ... 宇宙探索12-02