地球是人類唯一的家園，地球母親除了繞著太陽轉(zhuǎn)，每天還會繞著一個(gè)假想的地軸轉(zhuǎn)一圈，地球自轉(zhuǎn)一圈便是一天，轉(zhuǎn)這一圈耗時(shí)23小時(shí)56分。地球赤道半徑為6378千米，即赤道周長為40053千米，細(xì)算一下，地球赤道處的自轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速度一直都沒發(fā)生改變嗎？

珊瑚化石表明：3.7億年前一年有400天，地球自轉(zhuǎn)速度比現(xiàn)在快

說到珊瑚，最著名的當(dāng)屬澳洲的大堡礁。珊瑚是一類很古老的生物，早在寒武紀(jì)時(shí)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(zhì)的外殼，用來保護(hù)自己免受侵害，外殼的主要化學(xué)成分為碳酸鈣。珊瑚后代總是生活在老一輩珊瑚的石灰質(zhì)遺骨堆上，這些珊瑚不斷的制造石灰質(zhì)的外壁，年復(fù)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幾厘米。

上圖為單體珊瑚

單體珊瑚會形成一個(gè)桶狀的石灰質(zhì)外壁，外壁時(shí)粗時(shí)細(xì)，呈環(huán)節(jié)狀分布，每一節(jié)上又布滿了細(xì)小而平行的環(huán)紋，環(huán)紋的寬度不到0.05毫米?？茖W(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，這些節(jié)和環(huán)紋是珊瑚分泌石灰質(zhì)能力不穩(wěn)定造成的，與樹木年輪的形成機(jī)理類似，珊瑚分泌石灰質(zhì)的能力和太陽光的強(qiáng)弱有關(guān)，因此，晝夜交替和季節(jié)交替都會影響珊瑚的石灰質(zhì)分泌能力。白天光線強(qiáng)烈，石灰質(zhì)就分泌的多，晚上無光就分泌的少。冬夏兩季陽光也有非常明顯的強(qiáng)弱差異，珊瑚的石灰質(zhì)分泌能力自然也存在差異。

基于上面的認(rèn)知，那么珊瑚外壁上粗細(xì)交替的節(jié)便是季節(jié)交替造成的，粗的部分是夏天形成的，而細(xì)的部分是冬天形成的。珊瑚的環(huán)紋就好像是樹木的年輪。樹木的每一個(gè)年輪對應(yīng)的是一年，而珊瑚外壁上一個(gè)環(huán)紋對應(yīng)的是一天。

上圖為貴州珊瑚化石橫切面

1963年，美國古生物學(xué)家威爾斯認(rèn)真數(shù)了一下泥盆紀(jì)（泥盆紀(jì)是地質(zhì)學(xué)上的一個(gè)時(shí)期，在距今4億年到3.5億年之間）單體珊瑚化石上的環(huán)紋數(shù)量，他發(fā)現(xiàn)該珊瑚化石上一節(jié)有390多條環(huán)紋。這意味著，泥盆紀(jì)一年中的天數(shù)不是365天，而是390多天。此后，科學(xué)家們還研究了其它地質(zhì)時(shí)代的珊瑚化石，也得出了一致的結(jié)論。

可見，3.7億年前地球上一年大約有400天，并不是胡說八道，而是有證據(jù)支持的。在3.7億年前，地球的自轉(zhuǎn)速度更快，當(dāng)時(shí)的一天只有大約22個(gè)小時(shí)，赤道自轉(zhuǎn)線速度大約每秒500米。隨著地球自轉(zhuǎn)速度的變慢，現(xiàn)在一天是24小時(shí)，一年大約365天。

需要注意，地球正在緩慢地遠(yuǎn)離太陽，地球公轉(zhuǎn)周期正在變長，即一年的總時(shí)長在變長。根據(jù)目前的觀測數(shù)據(jù)，地球近日點(diǎn)每年遠(yuǎn)離太陽1.5厘米。

地球?yàn)槭裁磿赞D(zhuǎn)？

珊瑚化石證明地球自轉(zhuǎn)速度確實(shí)在變慢，那么是什么原因?qū)е碌厍蛩俣仍谧兟?？回答這個(gè)問題之前，讓我們先弄明白地球?yàn)樯稌赞D(zhuǎn)。

地球、太陽同宗同源，來自同一片星云，同樣也繼承了旋轉(zhuǎn)的特性。不管是地球、太陽，還是月球，它們都在自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)速度各不相同。地球之所以在永不停息的自轉(zhuǎn)，是因?yàn)榻莿恿渴睾阋约皯T性。物體的運(yùn)動并不需要外力維持，外力只能改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。

星云在引力的作用下收縮匯聚形成了太陽、地球等太陽系內(nèi)的眾多天體。在該過程中，由于星云中的物質(zhì)本身就存在運(yùn)動，星云內(nèi)部的物質(zhì)分布也并不均勻，萬有引力形成的力矩使星云旋轉(zhuǎn)了起來。太陽系最先誕生的天體是太陽，余下的塵埃形成了地球等八大行星。如果沒有外力矩作用，星云的總角動量并不會隨著形狀的改變而丟失，地球和太陽等太陽系內(nèi)的天體都將分配一定的角動量，這個(gè)過程中總角動量守恒。這就是地球自轉(zhuǎn)的起因，也是宇宙中其它天體旋轉(zhuǎn)的起因。地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的初始動力都來源于此。

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(zhuǎn)速度變慢

天體之間靠引力互相影響，在太陽系內(nèi)，太陽和月球的引力對地球的影響最大。地球并不是一個(gè)剛體，在太陽和月球的引力作用下，地球會發(fā)生輕微的形變。地球除了巖石和鐵質(zhì)內(nèi)核，地球表面還有大氣層和海洋。按照潮汐作用的對象不同，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，會呈周期性形變，最顯著的便是海水的漲落，這便是潮汐現(xiàn)象。

在地球發(fā)生潮汐形變時(shí)，來自地球內(nèi)部物質(zhì)的相互摩擦（比如海水與地球表層巖石的摩擦）會阻礙這一趨勢，使形變過程發(fā)生延遲，這叫做潮汐摩擦。在這一過程中，會產(chǎn)生與地球自轉(zhuǎn)方向相反的力，阻礙地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動。地球自轉(zhuǎn)的動能被轉(zhuǎn)化為地球的內(nèi)能，地球的自轉(zhuǎn)速度便緩慢的降低，地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間便被不斷的拉長。此外，月球也在這一過程中逐漸遠(yuǎn)離地球，每年大約遠(yuǎn)離地球3.8厘米。

科學(xué)家通過對古代日食記錄的研究，也證實(shí)了地球的自轉(zhuǎn)速度正在減慢。根據(jù)科學(xué)家的研究，地球自轉(zhuǎn)周期每個(gè)世紀(jì)大約變長1~2毫秒?？刹灰】催@一數(shù)字，幾億年下來地球自轉(zhuǎn)周期就要延長一兩個(gè)小時(shí)。這意味著，十幾億年前地球上一天不到20個(gè)小時(shí)。

上圖為藝術(shù)家想象的原始地球

實(shí)際上，地球自轉(zhuǎn)速度除了在長周期內(nèi)呈減慢趨勢，在短期內(nèi)還會時(shí)快時(shí)慢周期性震蕩。地球自轉(zhuǎn)速度在短期內(nèi)，除了不規(guī)則的變化（比如地震也會對地球自轉(zhuǎn)速度造成影響）以外，還與季節(jié)的變化有關(guān)。雖然地球的自轉(zhuǎn)速度在逐漸變慢，但短期內(nèi)對人類幾乎沒什么影響。