自轉是地球的基本運動方式,從邏輯上來講,地球自轉的速度只存在兩種情況,一是自轉速度恆定不變,二是自轉速度越來越慢,而越轉越快是不可能發生的,理由很簡單,因為沒有人去轉動它幫它加速。
在宇宙之中,沒有任何具有靜止質量的物質能夠在沒有能量輸入的情況下運動起來,同樣,地球也不可能自行旋轉,那麼地球自轉的動力來自於何方呢?在數十億年以前,那個時候地球乃至整個太陽系都還並不存在,此時這裡只有一片星雲物質。在一次超新星爆發的過程中,這片星雲物質的引力平衡被打破了,整片星雲開始凝聚坍縮,轉動由此開始。隨著物質不斷地凝聚,中心引力越來越大,隨之整片星雲物質的轉速也越來越大,而就在這高速旋轉和凝聚的過程中,太陽誕生了,而這片星雲物質中的一些邊角料則形成了太陽系的其它天體,其中也包括我們的地球。
超新星爆發為星雲物質的旋轉凝聚提供了一個角動量,而角動量是守恆的,所以在地球形成之後也就繼承了星雲物質的角動量,所以超新星爆發就是地球自轉的動力來源。
那麼既然地球自轉是因為角動量守恆,而宇宙是幾近真空的,沒有摩擦阻力,所以地球的自轉速度一定應該是恆定不變的吧?錯,如果地球的角動量始終維持不變,自轉速度的確應該是恆定不變的,可實際上地球的角動量一直在減少,而減少的原因就是另外一個小型天體的偷竊,這個小型天體就是我們身邊的月球。任何具有品質的物體之間都具有相互的引力作用,地球和月球自然也不例外,在引力的作用之下,月球圍繞地球公轉會產生一個潮汐效應。
潮汐效應在地球上的直觀體現就是潮起潮落,一天兩次。
事實上因潮汐效應而發生漲落的並不只有地球上的江河湖海,陸地同樣也會隆起,只不過我們看不出來罷了。水和陸地的拉伸化解了一部分地月之間的引力作用,使得地球角動量在這一過程中發生了消耗,而月球也因偷走了地球的角動量而獲得了一個動力來源,這股動力使得月球離地球越來越遠,時至今日,月球已經比剛形成時離地球遠了10萬公里左右。
現在我們明白了,地球的角動量沒有增加,但卻在被不斷偷竊,所以地球自然應該是越轉越慢了。邏輯上雖然如此,但事實似乎卻與邏輯相悖,事實上是地球的自轉速度一直在加快。地球轉得快還是轉得慢,與我們有什麼關係?當然有關係,地球轉速加快意味著一天越來越短了。
地球自轉的速度從來都不是一個恆星的數位,它的自轉速度時刻都處於波動之中,時快時慢,但總的大趨勢卻是處於加快之中的。
2020年7月19日,這一天是有記錄以來,地球時間最短的一天,這一天比標準的24小時少了整整1.4602毫秒,如果你覺得1.4602毫秒微不足道,那麼我們就把時間跨度拉長,如果與50年前對比,現在的一天已經少了0.5秒左右,這已經是一個可以感知到的時間長度了。
這就有點意思了,地球自轉的動力來源於原始星雲的角動量,而此後角動量並沒有增加的途徑,反而還在不斷被月球汲取,那麼它怎麼會越轉越快呢?在地球外部沒有使地球越轉越快的條件,所以我們只能將目光移到地球本身上來,地球本身有沒有讓自己加速的方法?有。
兩個品質相等的球,一個大、一個小,我們用相同的力量來轉動它們,誰會轉得更快一些呢?答案顯然是那個小球。
之所以小球轉得快,是因為它的直徑短,品質更靠近中心。同理,要想讓地球轉得更快,就要讓地球的品質更靠近地心,而地球還真是在這樣做。
地球並不是一個品質平均分佈的球體,有的部分密度高,而有的部分密度低,地球有一種自發的運動,我們稱之為地殼運動,其通常會以地震的形式呈現,當地殼發生運動時,地球品質分佈會發生變化,品質大的物質會在這一過程中向地心靠近,理論上這就可以使得地球的自轉速度加快。當然,地球自轉變快的原因可能不僅如此,是否還存在其它因素還有待科學家們的進一步研究。