地球是人類唯一的家園，地球母親除了繞著太陽轉，每天還會繞著一個假想的地軸轉一圈，地球自轉一圈便是一天，轉這一圈耗時23小時56分。地球赤道半徑為6378千米，即赤道周長為40053千米，細算一下，地球赤道處的自轉線速度為465 米/秒。地球自誕生已有45億年的歷史，難道地球的自轉速度一直都沒發生改變嗎？

珊瑚化石表明：3。7億年前一年有400天，地球自轉速度比現在快

說到珊瑚，最著名的當屬澳洲的大堡礁。珊瑚是一類很古老的生物，早在寒武紀時期就開始在海中繁衍生息。珊瑚蟲是直徑只有幾毫米的腔腸動物，珊瑚化石就是這些珊瑚蟲的遺骸。珊瑚蟲會分泌出石灰質的外殼，用來保護自己免受侵害，外殼的主要化學成分為碳酸鈣。珊瑚後代總是生活在老一輩珊瑚的石灰質遺骨堆上，這些珊瑚不斷的製造石灰質的外壁，年復一年，不斷向四周伸展，最終形成壯觀的珊瑚礁。珊瑚礁形成速度很慢，礁體厚度每年只增長几釐米。

上圖為單體珊瑚

單體珊瑚會形成一個桶狀的石灰質外壁，外壁時粗時細，呈環節狀分佈，每一節上又佈滿了細小而平行的環紋，環紋的寬度不到0。05毫米。科學家們透過研究發現，這些節和環紋是珊瑚分泌石灰質能力不穩定造成的，與樹木年輪的形成機理類似，珊瑚分泌石灰質的能力和太陽光的強弱有關，因此，晝夜交替和季節交替都會影響珊瑚的石灰質分泌能力。白天光線強烈，石灰質就分泌得多，晚上無光就分泌得少。冬夏兩季陽光也有非常明顯的強弱差異，珊瑚的石灰質分泌能力自然也存在差異。

基於上面的認知，那麼珊瑚外壁上粗細交替的節便是季節交替造成的，粗的部分是夏天形成的，而細的部分是冬天形成的。珊瑚的環紋就好像是樹木的年輪。樹木的每一個年輪對應的是一年，而珊瑚外壁上一個環紋對應的是一天。

上圖為貴州珊瑚化石橫切面

1963年，美國古生物學家威爾斯認真數了一下泥盆紀（泥盆紀是地質學上的一個時期，在距今4億年到3。5億年之間）單體珊瑚化石上的環紋數量，他發現該珊瑚化石上一節有390多條環紋。這意味著，泥盆紀一年中的天數不是365天，而是390多天。此後，科學家們還研究了其它地質時代的珊瑚化石，也得出了一致的結論。

可見，3。7億年前地球上一年大約有400天，並不是胡說八道，而是有證據支援的。在3。7億年前，地球的自轉速度更快，當時的一天只有大約22個小時，赤道自轉線速度大約每秒500米。隨著地球自轉速度的變慢，現在一天是24小時，一年大約365天。

需要注意，地球正在緩慢地遠離太陽，地球公轉週期正在變長，即一年的總時長在變長。根據目前的觀測資料，地球近日點每年遠離太陽1。5釐米。

地球為什麼會自轉？

珊瑚化石證明地球自轉速度確實在變慢，那麼是什麼原因導致地球速度在變慢呢？回答這個問題之前，讓我們先弄明白地球為啥會自轉。

地球、太陽同宗同源，來自同一片星雲，同樣也繼承了旋轉的特性。不管是地球、太陽，還是月球，它們都在自轉，自轉速度各不相同。地球之所以在永不停息的自轉，是因為角動量守恆以及慣性。物體的運動並不需要外力維持，外力只能改變物體的運動狀態。

星雲在引力的作用下收縮匯聚形成了太陽、地球等太陽系內的眾多天體。在該過程中，由於星雲中的物質本身就存在運動，星雲內部的物質分佈也並不均勻，萬有引力形成的力矩使星雲旋轉了起來。太陽系最先誕生的天體是太陽，餘下的塵埃形成了地球等八大行星。如果沒有外力矩作用，星雲的總角動量並不會隨著形狀的改變而丟失，地球和太陽等太陽系內的天體都將分配一定的角動量，這個過程中總角動量守恆。這就是地球自轉的起因，也是宇宙中其它天體旋轉的起因。地球自轉和公轉的初始動力都來源於此。

如上圖所示，早期太陽系一片混沌。

來自太陽和月球的潮汐作用，使地球自轉速度變慢

天體之間靠引力互相影響，在太陽系內，太陽和月球的引力對地球的影響最大。地球並不是一個剛體，在太陽和月球的引力作用下，地球會發生輕微的形變。地球除了岩石和鐵質核心，地球表面還有大氣層和海洋。按照潮汐作用的物件不同，又分為陸潮、海潮、氣潮三大類。它們在太陽和月球引力的作用下，會呈週期性形變，最顯著的便是海水的漲落，這便是潮汐現象。

在地球發生潮汐形變時，來自地球內部物質的相互摩擦（比如海水與地球表層岩石的摩擦）會阻礙這一趨勢，使形變過程發生延遲，這叫做潮汐摩擦。在這一過程中，會產生與地球自轉方向相反的力，阻礙地球自轉運動。地球自轉的動能被轉化為地球的內能，地球的自轉速度便緩慢地降低，地球自轉一週的時間便被不斷的拉長。此外，月球也在這一過程中逐漸遠離地球，每年大約遠離地球3。8釐米。

科學家透過對古代日食記錄的研究，也證實了地球的自轉速度正在減慢。根據科學家的研究，地球自轉週期每個世紀大約變長1~2毫秒。可不要小看這一數字，幾億年下來地球自轉週期就要延長一兩個小時。這意味著，十幾億年前地球上一天不到20個小時。

上圖為藝術家想象的原始地球

實際上，地球自轉速度除了在長週期內呈減慢趨勢，在短期內還會時快時慢週期性震盪。地球自轉速度在短期內，除了不規則的變化（比如地震也會對地球自轉速度造成影響）以外，還與季節的變化有關。雖然地球的自轉速度在逐漸變慢，但短期內對人類幾乎沒什麼影響。

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