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14億年前,地球一天只有18小時

14億年前,地球一天只有18小時


由於月球對地球自轉的影響,地球轉得越來越慢,每個地球日的時間越來越長。科學家發現:14億年前,地球一天只有18小時。也就是說:14億年來,一天整整多了6個小時;平均算下來,每年增加微不足道的0.00001542857秒。


原因在於:14億年來,月球在不斷遠離地球。那時候,月球離地球更近,地球自轉速度也更快。威斯康星大學的地質學家Stephen Meyers打了個比方:地球好比正在旋轉的花樣滑冰運動員,月球好比運動員的雙手;當雙手被砍掉時,運動員的速度就會慢下來。[好殘忍的比喻= =]

天文年代學:結合地質記錄和天文理論,重現地球和太陽系的歷史。
米蘭科維奇循環:由歲差、轉軸傾角、公轉軌道離心率的變化造成的地球氣候變化。這些差異會造成不同緯度的太陽輻射不同,這類氣候變化會記錄在古代岩石和化石中。

科學家通過天文年代學,探究幾十億年前的地球氣候以及地球氣候和其它太陽系天體的關係。因軌道變化產生的氣候變化被稱為「軌道驅動」。不過,研究幾十億年前的地質記錄比較困難,因為放射性同位素等年代測定技術不夠精確,不足以鑒定出那時候的周期。另外還有一個問題:「混亂太陽系理論」——有科學家認為,太陽系天體的運動軌道並不規律,而是越來越混亂。


不過,我們依然能夠通過地質記錄探究太陽系的變化。去年,Meyers等人發表了一篇論文。他們根據科羅拉多州某岩層的沉積層,證明地球和火星在9千萬年前有過某些相互作用。這是首次有證據清楚明白地證明「混亂太陽系理論」。


但再往前回顧時,就會遇到更多問題。舉例而言,月球目前以每年3.82厘米的速度遠離地球。我們知道,月球有45億歲。如果按照這個速度往前推斷,那麼在15億年前,月球和地球的距離會近到被地球引力撕裂。


於是,Meyers和哥倫比亞大學的地球科學家Alberto Malinverno合作。他們結合天文理論和地質數據,並藉助貝葉斯反演法處理不確定性。他們探究了兩個岩層——中國北方的下馬嶺組(14億年前)和南大西洋的沃爾維斯海脊的岩層(5,500萬年前)。他們發現,他們能夠計算地月距離、地球軌道變化,甚至14億年前的地球日長度。

結果顯示:以前,月球離開地球的速度比較慢。也就是說,地球日的時間增長並不均勻,而是每年增長得越來越多。目前,地球日每年增長0.000018秒——這個數據依然有效。接下來,研究人員打算利用這個方法,重現幾十億年前的太陽系演化史。


本文譯自 sciencealert,由譯者 Rare 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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