月球通過拉動地球海洋來減慢地球的自轉,就像剎車一樣,而太陽則加快了地球的自轉速度。
圖片來源:凱文·吉爾/《科學進展》
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科技日報北京7月11日電 (記者張夢然)月球潮汐力導致的地球白天緩慢而穩定的延長,曾停頓了十多億年。加拿大多倫多大學天體物理學團隊最近發表在《科學進展》上的研究表明,從大約20億年前到6億年前,太陽驅動的大氣潮汐抵消了月球的影響,使地球的自轉速度保持穩定,白天的長度恒定在19.5小時。如果沒有這十多億年的停頓,目前的一天24小時將延長至60多個小時。
大約45億年前,當月球首次形成時,白天的長度還不到10個小時。但從那時起,月球對地球的引力一直在減慢地球的自轉速度,導致白天越來越長。如今,它繼續以每百年約1.7毫秒的速度延長。
月球通過拉動地球海洋來減慢地球的自轉,在地球的兩側產生潮汐隆起,即高潮和低潮。月球對這些隆起的引力,加上潮汐與海底之間的摩擦力,就像我們旋轉的星球上的剎車一樣。
研究人員稱,陽光也會產生具有類似隆起的大氣潮汐。太陽的引力拉動這些大氣隆起,在地球上產生扭矩。但它并沒有像月球那樣減慢地球的自轉速度,而是加快了地球的自轉速度。
在地球地質歷史的大部分時間里,月球潮汐的強度大約是太陽潮汐的10倍。因此,地球自轉速度減慢,白天變長,大氣共振與地球的自轉速度是不同步的。但在所研究的10億年期間,大氣層變暖并產生了大約10個小時的共振;地球的自轉因月球而減慢,達到了20小時。當大氣共振和白晝長度恰好變成偶數(10和20)時,大氣潮汐就會增強,隆起變得更大,太陽的潮汐力強大到足以對抗月球潮汐。
盡管這一事件在地質歷史上距離遙遠,但其結果為氣候危機提供了新的視角。研究人員指出,由于大氣共振隨溫度而變化,當前變暖的大氣可能會對潮汐不平衡產生影響,從而使白晝的長度會比其他情況更快地變長。