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為什麼地球自轉的速度時快時慢
2011/03/12 13:28:31瀏覽1791|回應0|推薦1
引用文章日本、智利強震震歪地軸 地球自轉加速




誰都知道,現在地球公轉一周稱一年,有365日5小時48分46秒;一天有23小時56分4.1秒;月球繞地球一周稱一月為27日7小時43分11.47 秒。假如沒有其他的作用力影響地球,那麼這些數字永遠也不會改變。然而大量的事實已經證明,地球自轉的週期在經常不斷地變化著。

通過數珊瑚殼上長出的碳酸鈣條帶人們會知道:在5.7億年以前的寒武紀,即最古老的化石時代,地球一晝夜只有20.47小時,每年有428天;在5億年前的奧陶紀早期,每天有21.4小時,每年有409天;在3.7億年前的泥盆紀中期,地球上的一年有398天左右,每天有22小時;而在3.2億年前的石炭紀,每年只有387天。

由這些觀察到的資料,我們可估計出地球的自轉週期每一百年約增加0.00164秒,即每10萬年增加1.64秒。 那麼是什麼力量在改變著地球自轉的速度呢?

我們都玩過陀螺,假如開始順向轉著的時候,用繩子再順向抽打它一下,它就轉得更快了;若反向抽一下,它就轉得慢 了。地球也是這樣,它自西向東自轉著,當有一個力也是自西向東推它一下,它就轉得更快了;當有一個力是自東向西反推它,它就轉得慢了。

那麼這是個什麼力在 推著地球,改變著地球的自轉週期呢?這個力就是月球和太陽對地球的引潮力。

潮汐,主要是由月球和太陽對地球各部分的引力大小不等引起的。引潮力的大小與天體的質量成正比,而與天體離開地球的距離的平方成反比。因為月球比太陽離地球的距離近得多,所以月球的引潮力是太陽的2.17倍。

在月球、太陽引力作用下,無論在海洋、大氣還是地球的固體地殼上,都會引起潮汐。隨著地球的自西向東自轉,月球和太陽東升西落,潮汐隆起部位也必定是自東向西地運轉,這恰好與地球自轉方向相反。

於是海水依次掃過較淺的海底;岩層也會在它們上升或下陷時彼此發生擠擦;大氣也必然要與地表產生摩擦,大陸逐漸向 西漂移。就是這些極其微弱的摩擦力消耗著地球的轉動能,對地球起著制動作用,從而使地球的自轉速度逐漸減慢,自轉週期逐漸變長。

但是,地球和月球之間是一個能量守恆系統。地球自轉速度的減慢,必然導致地球和月球距離的逐漸增大,以達到新的平衡,據估計,月球以大約每年一米的速度漸漸遠離地球,陰曆每月的天數也隨之增加。

人們觀測鸚鵡貝化石螺紋的數目,已經知道,在4億年前每月只有9天,1.5億年前為17天,7000萬年前為22 天,3000萬年前為25天。當有朝一日地球和月球各自的自轉週期等於公轉週期,即一天等於一個月時,月球的潮汐作用就停止了。

但太陽的潮汐作用仍然存在。因為太陽潮也是自東向西傳播的,所以地球自轉週期仍將繼續增大,到那時,地球上的一晝夜將長於一月。但是,此時月球的潮汐作用又將“復活”,但顯然這時的月球是自西向東作周日視運動的,因此潮汐的運轉方向與地球自轉方向保持一致,從而又使得地球自轉變快,自轉週期變短,月地距離也隨之縮小。如此周而復始,造成地球自轉速度永無休止地變化。

簡言之,影響地球自轉速度的因素有三:
* 潮汐加速:日月對海洋的引潮力使地球自轉速度變慢,令地球一日的長度每100年增加1.6毫秒,導致一年的日數減少,有證據表明泥盆紀中期的一年有400日。
* 季節變化:有周年變化和半年變化。周年變化是風的季節變化引起的,其振幅為20-25毫秒;半年變化是由日月引潮力對大氣的潮汐作用引起,其振幅約為9毫秒。
* 不規則變化:地外和地內的物質或能量交換,如隕星體對地球的撞擊等,時而使地球加速時而使地球變慢。


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2011/03/12 14:39 【神秘事件簿 Mystery2011的部落格】 當地球自轉變慢.....