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地质演化资料显示地球自转速率呈阶梯状变慢

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家普遍认为,地球自转速率会因地月之间的潮汐消耗效应逐渐变慢,但对于变慢的模式却没有定见。近期研究团队分析了6.5亿年前至2.4亿年前的八个地质资料集的数据后发现,自转相对于时间并不是线性地变慢。

  地球自转速率会影响自转轴进动速率,目前进动平均速率为每年约50.5”,因此分析进动速率大小与变化,可用来重建地球自转速率改变的过程。从地球历史时间轴来看,自转轴进动速率先逐渐减小,然后稳定,之后再继续减小,形成了阶梯状的变化模式。研究人员发现了两个值得注意的进动速率稳定时期,一个与寒武纪大爆发同时发生,导致生物多样性大幅增加。另一个与已知最大规模的物种灭绝,即二叠纪-三叠纪灭绝事件同时发生。团队认为这两次生物演化事件与地球进动速率稳定,也就是自转速率稳定同时发生,可能不只是巧合。

在一段史前时期中,地球自转轴进动速率变化图,其中包含了元古宙(Proterozoic,为前寒武纪末期)、古生代(Paleozoic)、中生代(Mes)。Cyclostratigraphic reconstruction of k and its trends through time. Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2024).
图说:在一段史前时期中,地球自转轴进动速率变化图,其中包含了元古宙(Proterozoic,为前寒武纪末期)、古生代(Paleozoic)、中生代(Mes)。Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2024).

  研究结果还证实,在前述的时间中,月地距离增加了约2万公里,一天的时间增加了约2.2小时。而且排除了因板块运动造成的地球椭圆率变化因素,由潮汐消耗效应将地球自转角动量传递至月球轨道,才是让地球自转速率逐渐变慢的主因,接下来研究团队将继续寻找地球自转速率变化与重大环境事件之间的连结。(编辑/台北天文馆蔡承颖)

资料来源:Phys.org