隨著年齡的增長,時間似乎過得更快,但事實證明也許事實恰恰相反:隨著時間的推移,我們在地球上的日子越來越長,而這一切都歸功於對我們星球自轉的影響。
但暫時不要規劃額外的睡眠時間。一項新研究將地球和月球之間的關係追溯到 14 億年前,發現當時一天只有 18 小時多一點。
這意味著從那時起,我們多了六個小時,或者說,平均而言,每年增加了非常不易察覺的 0.00001542857 秒。
原因是月球不斷地、非常輕微地遠離我們。 14億年前,距離更近一些,而且地球自轉速度更快。
“當月球遠離地球時,地球就像一個旋轉的花式滑冰運動員,當他們伸出雙臂時速度就會減慢,”地球科學家史蒂芬‧邁耶斯說威斯康辛大學麥迪遜分校。
該團隊使用了一種稱為天文年代學的技術,將地質記錄與天文學理論聯繫起來,以重建地球和太陽系的歷史。
更具體地說,他們使用了一種叫做米蘭科維奇循環,地球氣候的變化是由其繞太陽軌道、地軸傾斜和其繞日軌道的變化引起的。軸向進動,或地球軸朝向和遠離太陽的擺動。
這導致到達不同緯度的太陽輻射量發生變化,而這些氣候變化被記錄在古代岩石和化石中。
利用天文年代學,科學家們得以研究地球的氣候以及它與太陽係其他物體的關係,其歷史可以追溯到數億年前。由於軌道變化而引起的氣候變化稱為軌道強迫。
但要追溯到更遠的地質記錄,追溯到數十億年前,則更加困難,因為諸如放射性同位素之類的測年技術還不夠精確,無法識別那麼久遠的周期。
另一個併發症是混沌太陽系理論- 這種想法認為,隨著時間的推移,太陽系中的物體不再具有規則且高度可預測的軌道變得更加混亂。
透過檢查地質記錄可以確定太陽系隨時間的變化。邁耶斯和同事去年展示的,當他們發表一篇論文顯示地球和地球之間的相互作用時發生在 9000 萬年前,基於科羅拉多岩層的沉積層。
他們說,這是混亂太陽系的第一個明確證據。
但追溯到更遠的時間會帶來更多問題。例如,月球目前正以以下速度遠離地球:每年 3.82 公分(1.5 吋)。我們知道月球已有 45 億年的歷史,但如果我們按照目前的速度推斷,15 億年前月球距離地球會非常接近,以至於它會被地球的引力撕裂。
邁耶斯與哥倫比亞大學的地球科學家阿爾貝托·馬林弗諾 (Alberto Malinverno) 一起開發了一個名為時間選擇MCMC它結合了天文學理論、地質資料和稱為貝葉斯反演幫助應對不確定性。
他們將其應用於兩個岩層,即來自中國北部的 14 億年前的下馬嶺組和來自南大西洋鯨灣海嶺的 5500 萬年前的記錄。他們發現可以計算地球和月球之間的距離、地球軌道的變化,甚至 14 億年前一天的長度。
使用 TimeOptMCMC 對下馬嶺組重建的地月距離表明,月球在過去遠離地球的速度較慢 - 這意味著我們每年增加的時間隨著時間的推移而增加。
這意味著最近的研究發現我們的日子越來越長了每年 0.000018 秒仍然有效。
未來,研究人員希望利用他們的方法來重建太陽係數十億年前的演化過程。
“地質記錄是早期太陽系的天文觀測站,”邁耶斯說。 “我們正在研究它保存在岩石和生命歷史中的脈動節奏。”
該團隊的研究成果已發表在期刊上美國國家科學院院刊。