地球自转速度正在不断变慢,原因是什么?
专家们说地球自转速度渐渐变慢主要因素是潮汐作用。潮汐是自然界由于天体对地球各部分的万有引力不等引起的潮涨潮落现象。引潮力的大小与天体的质量成正比,与天体距地球的距离的立方成反比。因此,月球的引潮力是太阳的2.2倍。我们知道,月球在无空中每天东升西落,它在地球上的潮汐隆起(大阴潮),也是从东向西运转的。这种运转方向正好与地球自转相反,潮汐和浅海海底的摩擦对地球起制动作用,使得地球自转逐渐变慢,自转周期逐渐变长。有人通过计算,推测出这种变化大约每百年地球的自转周期增加0.001秒。由于地月系统是一个能量守恒系统,地球自转速度的减慢破坏了这个系统原来已有的平衡状态,这就需要建立一种新的平衡,于是导致了地月距离的逐步拉大。地球自转速度的不断减慢,引起地月距离的不断增大,这种平衡形式的不断破坏和重建若能持续下去,那么在遥远的将来,势必有一天地球和月球的各自自转周期和公转周期都会相等。
到那时,一天就等于一个月了。这样,太阴潮也就是月球在地球上的潮汐隆起也就停止了。但是那个时候,太阳在地球上的潮汐隆起作用仍在进行,专家们给这种作用取名为太阳潮。由于太阳潮也是自东向西传播的,这种作用使地球与月球距离的增大继续进行,再过一段时间,地球上的一天将长于一年,于是又出现了与过去形式相反的太阴潮。由以前的地球自转周期短、公转周期长,变成了相反的自转周期长、公转周期短。换句话说,就是以前的太阳潮时期是一月等于30天,新的太阴潮出现后过一定时间就是一天等于几个月了。但这时的月球自转方向不是自东向西的周日视运动,而相反却是自西向东运动了。那时,如果人类存在的话,看到的月亮可不是东升西落,而是西升东落了,“日月平升东升西落”的自然现象可能也一样成为那时人们口中流传的远古神话了。
专家们说主要因素是潮汐作用。
潮汐是自然界由于天体对地球各部分的万有引力不等引起的潮涨潮落现象。引潮力的大小与天体的质量成正比,与天体距地球的距离的立方成反比。因此,月球的引潮力是太阳的2.2倍。我们知道,月球在无空中每天东升西落,它在地球上的潮汐隆起(大阴潮),也是从东向西运转的。这种运转方向正好与地球自转相反,潮汐和浅海海底的摩擦对地球起制动作用,使得地球自转逐渐变慢,自转周期逐渐变长。有人通过计算,推测出这种变化大约每百年地球的自转周期增加0.001秒。由于地月系统是一个能量守恒系统,地球自转速度的减慢破坏了这个系统原来已有的平衡状态,这就需要建立一种新的平衡,于是导致了地月距离的逐步拉大。地球自转速度的不断减慢,引起地月距离的不断增大,这种平衡形式的不断破坏和重建若能持续下去,那么在遥远的将来,势必有一天地球和月球的各自自转周期和公转周期都会相等。
到那时,一天就等于一个月了。这样,太阴潮也就是月球在地球上的潮汐隆起也就停止了。但是那个时候,太阳在地球上的潮汐隆起作用仍在进行,专家们给这种作用取名为太阳潮。由于太阳潮也是自东向西传播的,这种作用使地球与月球距离的增大继续进行,再过一段时间,地球上的一天将长于一年,于是又出现了与过去形式相反的太阴潮。由以前的地球自转周期短、公转周期长,变成了相反的自转周期长、公转周期短。换句话说,就是以前的太阳潮时期是一月等于30天,新的太阴潮出现后过一定时间就是一天等于几个月了。但这时的月球自转方向不是自东向西的周日视运动,而相反却是自西向东运动了。那时,如果人类存在的话,看到的月亮可不是东升西落,而是西升东落了,“日月平升东升西落”的自然现象可能也一样成为那时人们口中流传的远古神话了。
很少有人知道,地球正在刹车,也就是地球自转速度正在逐渐减慢,如今地球自转一圈的时间是24小时,如果地球的寿命足够长,那么终究有一日地球自转一圈的时间就是一个月。
其中导致地球自转速度变慢的原因,竟然就是我们每天晚上能够见到的月亮。
地球自转
在地球刚形成之初时,地球自转的速度其实非常快,只需要8小时就可以自转一个周期。但是好景不长,在地球形成没多久,地球周围一颗行星忒亚与地球发生了撞击,忒亚的体积相当于如今的火星大小,如果被这么一个大家伙撞击,非要把地球撞散架不可,但地球比较幸运的在于这次撞击属于侧撞,并没有把地球撞散架。
忒亚与地球发生撞击之后,其中一部分物质被撞击到了太空中,而另外一些物质则又重新回到了地球上。在时间的作用下,那些被撞击到了太空中的物质在引力的作用下不断凝聚,最终形成了我们比较熟悉的月球。
月球刚形成之初离地球其实非常近,所以满月时的月亮也比现如今的要大得多,但相应的当时月亮对地球的潮汐力也较强。
根据牛顿的万有引力公式我们知道,物体之间的引力和物体的质量成正比,和物体之间的距离平方成反比。
在月球形成之初,月球的自转速度很快,但由于月球自转速度受到地球引力影响,导致月球自转速度越来越慢,直到现如今月球的自转周期和公转周期一致,都是一个月,这也被称为“潮汐锁定”。
之所以月球会被地球潮汐锁定,是因为月球是一个圆球体,但受地球引力影响,月球会发生形变,其中靠近地球的一侧被拉伸,而远离地球的一方也会被拉长,形成一个椭圆状。
月球正是受到地球的引力,导致它们在自转过程中不断发生形变,而发生形变又将会消耗它们一部分的动能,使得它们自转速度越来越慢,直到自转速度与公转速度一致。
当自转速度和公转速度一致时,此时地球的引力将无法再拖慢它们的速度了,此时月球就被地球潮汐锁定,只有其中一面对着地球,而另一面则无法被站在地球上的生物看到。其实不只是地球可以潮汐锁定月球,月球也正在对地球潮汐锁定中。
地球潮汐锁定
月球的质量虽然较小,但是月球也有引力,也会引发地球潮汐变化,其中我们最为熟悉的就是潮起潮落。
月球之所以能够引发海水潮起潮落,是因为地球上的水,会受到月球的引力影响,汇聚到靠近月球的一方,形成高潮。
如果月球的引力非常强,那么地球上的海水有可能会被吸引到月球上去,就像是《流浪地球》木星吸引地球的大气一样。
只不过月球的引力较弱,地球上的海水不会脱离地球,但也会受月球引力影响形成高潮、低潮。而潮起潮落时,地球的动能将会被消耗,地球的自转速度将会被减慢。
科学家研究表明,在恐龙时期地球自转一圈的时间只有23.5个小时,而如今则是24小时。如果地球的历史足够长,那么总有一天地球会被月球潮汐锁定,到那时地球自转一圈的时间将需要一个月之久。
之所以月球还没有完成对地球的潮汐锁定,其实是因为月球的质量较小,而地球的质量较大,所以月球需要花费更长的时间才能完成对地球的潮汐锁定,不过现如今的地球已经完成了对月球的潮汐锁定。
潮汐锁定后的地球
如果地球被潮汐锁定,地球将很难再适宜生物生存,这是因为当地球自转周期较慢时,许多植物将会因无法夜晚时间过长,无法得到充足的光照而死亡。植物是生态链的基石,一旦植物大面积死亡,地球上其他生物也将会因此而灭绝。
不过我们似乎不用担心这些,因为在月球完成对地球潮汐锁定之前,地球环境将会因太阳达到生命末期而变得无法生存。
总结
地球自转速度虽然在不断变慢,但变慢的速度是以亿年为单位的改变,我们很难观测到,所以在现阶段我们不用担心未来有一天地球因自转速度过慢而变得无法生存,值得我们担心的还是眼前的气候变化。
受到了太空中其他行星的干扰,行星之间的影响导致了行星自身运动改变。
这是因为地球的磁场在不断减弱,代表地核内的能量正在不断消耗,如果哪一天能量用完了,磁场完全消失了,地球也就不会再转了。
这是因为能量的丧失,如今地球的自转能量都是来源于当初的大爆炸能量。
地球自转为什么会变慢
科学家经过测算,地球100年里1天慢千分之一秒至千分之二秒,也就是平均每年慢0.5秒,也就是平均每天慢0.0015秒。因此,地球每天并不是24小时,我们说的每天24小时是近似值。
地球自1972年到2012年共增加了25个闰秒,也就是地球40年里自转慢了25秒,也就是平均每年慢0.6秒。有些专家按照地球每年慢0.5秒计算,认为地球还有6300万年就会停止自转。
地球真的会停止自转吗?地球膨裂说认为,地球不会停止自转。地球膨裂说认为,地球会不会停止自转,关键看地球自转为什么变慢。地球自转为什么变慢呢?
地球膨裂说认为,太阳在46亿年前因内部的核聚变发生爆炸,飞出许多熔融的火球,形成太阳系,地球就是其中之一。由于地球的气温不断下降,体积逐渐缩小,40亿年前地球岩石圈形成,这时的地球半径是现地球的二分之一,这时地球一年为1460天。地球岩石圈形成后,由于地球内部的放射性物质不断衰变放出的热量散发不出来,造成岩石圈膨裂,地球的体积不断增大。因为地球角动量守恒,根据角动量公式L= mrv,我们可以看出,地球的半经增加,地球的自转速度必然变慢。这就像花样滑冰运动员伸开双臂时在冰上的旋转速度就减慢,当他们抱紧双臂时,在冰上的旋转速度就加快,角动量不变一样。地球膨裂,体积不断增大,使地球自转速度变慢的证据:
1、40亿年前,地球逐渐冷却后岩石圈形成,这时的地球的半经是现地球半经的一半。因为地球是一个旋转体,虽然发生了膨胀但仍遵守角动量守恒定律和质量守恒定律。地球的膨胀和太阳系的形成很相象,只不过膨胀后地球仍是钢体,而太阳系则不是钢体而已。
我们假设地球是太阳爆炸产生的、膨胀后的地球半经是膨胀前地球半经的2倍
设膨胀前地球的质量为m、半经为r、速度为v 则角动量L= rmv 周期为t
设膨胀后地球的质量为m1、半经为r1、速度为v1 则角动量L1=r1m1v1 周期t1
根据角动量守恒定律:rmv=r1m1v1 (1)
虽然地球膨胀后体积增大了,但质量没变,所以m=m1
所以(1)式得rv=r1v1 (2)
所以r/r1= v1/ v
已知r/r1=1/2 (另有论述《古地球的半径是现地球半径的1/2》
所以v1/ v =1/2
因为v1 =2兀r1 /t1 v = 2兀r /t
所以 2兀r1 /t1 / 2兀r /t = 1/2
所以r1/ t1/ r /t =1/2 r1/r/t/t1 = 1/2 (3)
因为r/r1=1/2 r1/r =2/1代入(3)式得t/t1 = 1/4
因为t1=24小时,所以t =6小时
因为膨胀后地球(现地球)的周期为24小时一天,1年365天,
所以膨胀前地球的周期为6小时一天,1年1460天。
2、2003年我国科学家通过在云南发现的蓝藻化石的研究得知,地球在13亿年前1年大约500天。
3、美国生物学家韦尔斯从生理坚硬的珊瑚虫甲壳化石的生长年轮和生长线得知,4亿年前泥盆纪时代的珊瑚虫化石上“年轮”中有400条”日轮“,说明当时1年有400天左右。
理论计算和地球自转逐渐变慢事实的总趋势是一致的,这说明地球自转越来越慢是地球膨裂,体积变大造成的。
作者:赖柏林
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