地球是人類獨一的家園,地球母親除了繞著太陽轉,天天還會繞著一個設想的地軸轉一圈,地球自轉一圈即是一天,轉這一圈耗時23小時56分。地球赤道半徑為6378千米,即赤道周長為40053千米,細算一下,地球赤道處的自轉線速度為465 米/秒。地球自降生已有45億年的汗青,莫非地球的自轉速度一向都沒發生改變嗎?
珊瑚化石表白:3.7億年前一年有400天,地球自轉速度比此刻快
說到珊瑚,最聞名的當屬澳洲的大堡礁。珊瑚是一類很古老的生物,早在寒武紀期間就起頭在海中繁衍生息。珊瑚蟲是直徑只有幾毫米的腔腸動物,珊瑚化石就是這些珊瑚蟲的遺骸。珊瑚蟲會排泄出石灰質的外殼,用來庇護本身免受損害,外殼的本家兒要化學當作分為碳酸鈣。珊瑚兒女老是糊口在老一輩珊瑚的石灰質遺骨堆上,這些珊瑚不竭的制造石灰質的外壁,年復一年,不竭標的目的周圍伸展,最終形當作壯不雅的珊瑚礁。珊瑚礁形當作速度很慢,礁體厚度每年只增加幾厘米。
上圖為單體珊瑚
單體珊瑚會形當作一個桶狀的石灰質外壁,外壁時粗時細,呈環節狀分布,每一節上又布滿了藐小而平行的環紋,環紋的寬度不到0.05毫米。科學家們經由過程研究發現,這些節和環紋是珊瑚排泄石灰質能力不不變造當作的,與樹木年輪的形當作機理近似,珊瑚排泄石灰質的能力和太陽光的強弱有關,是以,日夜瓜代和季候瓜代城市影響珊瑚的石灰質排泄能力。白日光線強烈,石灰質就排泄的多,晚上無光就排泄的少。冬夏兩季陽光也有很是較著的強弱差別,珊瑚的石灰質排泄能力天然也存在差別。
基于上面的認知,那么珊瑚外壁上粗細瓜代的節即是季候瓜代造當作的,粗的部門是炎天形當作的,而細的部門是冬天形當作的。珊瑚的環紋就仿佛是樹木的年輪。樹木的每一個年輪對應的是一年,而珊瑚外壁上一個環紋對應的是一天。
上圖為貴州珊瑚化石橫切面
1963年,美國古生物學家威爾斯當真數了一下泥盆紀(泥盆紀是地質學上的一個期間,在距今4億年到3.5億年之間)單體珊瑚化石上的環紋數目,他發現該珊瑚化石上一節有390多條環紋。這意味著,泥盆紀一年中的天數不是365天,而是390多天。此后,科學家們還研究了其它地質時代的珊瑚化石,也得出了一致的結論。
可見,3.7億年前地球上一年大約有400天,并不是亂說八道,而是有證據撐持的。在3.7億年前,地球的自轉速度更快,那時的一天只有大約22個小時,赤道自轉線速度大約每秒500米。跟著地球自轉速度的變慢,此刻一天是24小時,一年大約365天。
需要注重,地球正在遲緩地遠離太陽,地球公轉周期正在變長,即一年的總時長在變長。按照今朝的不雅測數據,地球近日點每年遠離太陽1.5厘米。
地球為什么會自轉?
珊瑚化石證實地球自轉速度確其實變慢,那么是什么原因導致地球速度在變慢呢?回覆這個問題之前,讓我們先弄大白地球為啥會自轉。
地球、太陽同宗同源,來自統一片星云,同樣也擔當了扭轉的特征。不管是地球、太陽,仍是月球,它們都在自轉,自轉速度各不不異。地球之所以在永不斷息的自轉,是因為角動量守恒以及慣性。物體的活動并不需要外力維持,外力只能改變物體的活動狀況。
星云在引力的感化下縮短匯聚形當作了太陽、地球等太陽系內的浩繁天體。在該過程中,因為星云中的物質自己就存在活動,星云內部的物質分布也并不平均,萬有引力形當作的力矩使星云扭轉了起來。太陽系最先降生的天體是太陽,余下的塵埃形當作了地球等八大行星。若是沒有外力矩感化,星云的總角動量并不會跟著外形的改變而丟掉,地球和太陽等太陽系內的天體都將分派必然的角動量,這個過程中總角動量守恒。這就是地球自轉的原由,也是宇宙中其它天體扭轉的原由。地球自轉和公轉的初始動力都來歷于此。
如上圖所示,早期太陽系一片混沌。
來自太陽和月球的潮汐感化,使地球自轉速度變慢
天體之間靠引力互相影響,在太陽系內,太陽和月球的引力對地球的影響最大。地球并不是一個剛體,在太陽和月球的引力感化下,地球會發生輕細的形變。地球除了巖石和鐵質內核,地球概況還有大氣層和海洋。按照潮汐感化的對象分歧,又分為陸潮、浪潮、氣潮三大類。它們在太陽和月球引力的感化下,會呈周期性形變,最顯著的即是海水的漲落,這即是潮汐現象。
在地球發生潮汐形變時,來自地球內部物質的彼此摩擦(好比海水與地球表層巖石的摩擦)會阻礙這一趨向,使形變過程發生延遲,這叫做潮汐摩擦。在這一過程中,會發生與地球自轉偏向相反的力,阻礙地球自轉活動。地球自轉的動能被轉化為地球的內能,地球的自轉速度便遲緩的降低,地球自轉一周的時候便被不竭的拉長。此外,月球也在這一過程中逐漸遠離地球,每年大約遠離地球3.8厘米。
科學家經由過程對古代日食記實的研究,也證實了地球的自轉速度正在減慢。按照科學家的研究,地球自轉周期每個宿世紀大約變長1~2毫秒。可不要小看這一數字,幾億年下來地球自轉周期就要耽誤一兩個小時。這意味著,十幾億年前地球上一天不到20個小時。
上圖為藝術家想象的原始地球
現實上,地球自轉速度除了在長周期內呈減慢趨向,在短期內還會時快時慢周期性震動。地球自轉速度在短期內,除了不法則的轉變(好比地動也會對地球自轉速度造當作影響)以外,還與季候的轉變有關。固然地球的自轉速度在逐漸變慢,但短期內對人類幾乎沒什么影響。
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