你有没有觉得你的一天太短了,无法完成你想做的事情?你有没有想过,如果这一天可以延长,你的生活会有多大的不同?你可能会感到惊讶,但事实是,地球上日光的长度不是一成不变的,它会随着时间的推移而改变。 而这种变化不仅与地球本身的运动有关,还与我们的邻居——月球息息相关。
您知道吗?1亿年前,地球上只有19个小时的日照时间!这听起来可能难以置信,但科学家们通过一种新的地质方法发现了一个令人惊讶的事实。 这种方法可以测量地球历史上的白昼长度,揭示地球和月球之间的神秘联系。 让我们来看看这项研究的内容和意义。
我们都知道地球绕着太阳转,也绕着自己的轴旋转。 地球的自转决定了我们的昼夜循环,地球的自转决定了我们季节的变化。 然而,地球的自转不是恒定的,它由于月球和太阳的影响而变化。 月球和太阳的引力会对地球产生潮汐效应,减慢地球的自转速度,从而导致一天的长度增加。 根据科学家的估计,每个世纪,地球的日照增加约17 毫秒 这意味着,如果我们回到过去,地球上的日子会比现在短。 那么,过去地球上的白昼有多短呢?
为了回答这个问题,一些科学家利用了一种相对较新的地质方法来测量历史上一天的长度。 这种技术被称为循环地层学,它侧重于岩石沉积物的变化。 旋回地层学帮助研究人员识别“米兰科维奇周期”——影响地球气候的地球轨道和自转变化。 通过分析大量的循环地层记录,研究人员能够窥视过去,并确定地球在不同时间的日照时间。
这项研究的结果令人惊讶。 科学家发现,在大约20亿年前到10亿年前之间,一整天的时间比现在少了5个小时,也就是说,地球上只有19个小时的日照时间。 这是因为在那个时期,月球离地球很近,对地球产生了强烈的潮汐效应,使得地球的自转速度非常快。 从那时起,随着月球远离我们的星球,地球的日照逐渐变长,减慢了地球的自转速度。 “随着时间的流逝,月球窃取了地球的自转能量,将其置于更高,更远的轨道上,”该研究的主要作者,中国科学院地质与地球物理研究所的地球物理学家Ross Mitchell说。
然而,科学家们也发现了一个更奇怪的现象。 在大约16亿至10亿年前的中元古代,地球日光的长度突然停止变化,保持在19小时左右,直到1亿年后才再次开始延长。 科学家称这一时期为“无聊的十亿”,因为地球的构造活动、气候和生物演化相对稳定,没有太大变化。 那么,为什么在这段时间里地球的日光长度保持不变呢?
科学家认为,这可能与影响地球自转的潮汐有关。 月球的引力控制着地球的海洋潮汐,从而减慢了地球的自转速度。 然而,太阳也以“太阳大气潮汐”的形式对地球施加引力,当阳光照射到地球表面时,它会加速地球的自转速度。 “太阳大气潮汐”是指当阳光照射到地球表面时发生的大气压力变化。
目前,月球潮汐的强度是太阳大气潮汐的两倍,这意味着它们对地球自转速度的影响更大。 但研究表明,在“无聊的十亿”年,地球自转速度更快,这表明月球的引力比现在弱。 因此,在那段时间里,太阳和月亮的潮汐力更加平衡,达到了“潮汐共振”的状态。 “正因为如此,如果在过去这两种相反的力量是相等的,这种潮汐共振将导致地球的日光长度停止变化并在一段时间内保持不变,”澳大利亚科廷大学的研究合著者Uwe Kirschel说。
研究发现,这长达19小时的日照时间与中元古代大气中氧气上升的类似放缓相吻合。 这可能导致地球上生命的进化放缓,因为氧气是生命的重要组成部分,也是生物多样性的驱动力。 中元古代是地球历史上生命进化最慢的时期之一,直到新元古代,生命才爆发并多样化。 这些辐射和多样化可能与地球白昼长度的重新变化有关,因为白昼长度的变化会影响地球的气候、温度、水循环等因素,从而影响生命的适应和进化。