时间一直都非绝对,比如地球曾有段时间称为“无聊的 10 亿年”,当时月球距离更近,导致地球一天时长仅 19 小时。
太阳再次回到天空昨日相同位置所需时间,就是我们眼中地球的一天,自古以来我们视为理所当然,但其实地球前寒武纪(Precambrian)地质时期曾经历一段称为“无聊 10 亿年”的日子。
那段时间地球一切几乎停滞不前,板块构造活动缓和,最简单形式的生命进化也不明显,最重要的是月球轨道离地球很近,导致地球一天平均仅 19 小时,随着时间推移,月球取得地球的旋转能量并推至离地球更远的更高轨道,地球自转速度减慢,才让太阳照射地球的日子稍微延长。
至于研究团队如何测量地球过去日长?研究沉积层序内由米兰科维奇周期引起的气候循环,称为旋回地层学(Cyclostratigraphy)。米兰科维奇周期与地球自转轴在太空的摆动、倾斜有关,因此,较短岁差与倾角可得知早期地球自转速度更快。
月球牵引与太阳推动使地球产生相反潮汐力。(Source:中国科学院地质与地球物理研究所)
通常来说,月球潮汐力是决定地球一天长度的最关键因素,地球自转速度变快会使月球引力变弱,但与月球引力不同的是太阳潮汐力会推动地球,因此当月球减缓地球自转,太阳反其道加速地球自转,这两种相反的力如果相等,潮汐共振便会导致地球日长停滞在恒定值,并一段时间保持不变,也就是那枯燥无聊的 10 亿年。
不过地球史上两次氧气含量激增时期就在这段日子前后,表明这 10 亿年日长停止变化,反有助植物进行光合作用,产生大量氧气。
新论文发表于《自然地球科学》(Nature Geoscience)期刊。
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