多伦多大学的一个天体物理学家小组发现，月球潮汐引力是导致地球日长度在十多亿年间持续放缓的关键原因。研究表明，从大约20亿年前到6亿年前，太阳的大气潮汐抵消了月球潮汐的影响，两者的僵持使地球的自转速度保持稳定、不再延长，一天恒定在19.5小时。如果没有这十亿年的停顿，我们的一天可能已经延长到60多个小时了。
    大约45亿年前，月球刚形成时，地球一天的长度还不到10小时。但从那以后，月球对地球的引力就一直在减缓地球的自转，导致地球的一天变得越来越长。直到今天，它仍在以每个世纪1.7毫秒的速度变长。

图片来自Kevin M. Gill。
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    月球通过拉动地球海洋来减缓地球自转，在地球两侧形成潮汐隆起，这就是我们所经历的涨潮和退潮。月球对这些隆起的引力，再加上潮汐与海底之间的摩擦力，就像地球的刹车一样。
    太阳也会产生具有相同类型隆起的大气潮汐，但太阳引力并没有像月球那样减缓地球的自转速度，而是会加快地球的自转速度。但在地球漫长的历史里，月球潮汐比太阳潮汐强十倍左右，因此地球自转速度持续减慢，每天时间都在变长。
    大约20亿年前，大气温度较高，因此大气隆起较大，而且它的自然共振——波穿过它的频率——与一天的长度相匹配。大气层就像钟一样，其共振频率由包括温度在内的各种因素决定。在温度恒定的情况下，钟总能发出相同的音调。但在地球历史的大部分时间里，大气共振一直与地球的自转速度不同步。如今，两次大气“大潮”环绕地球一周需要22.8小时；由于这种共振与地球24小时自转周期不同步，所以大气潮汐相对较小。
    而在科学家所研究的10亿年期间，大气更温暖，所以共振时间约为10小时。而且，那时地球的自转由于月球的影响而减慢，一天达到了20小时。当大气共振和日长成为偶数（10小时和20小时）时，大气潮汐增强，隆起变得更大，于是太阳潮汐的拉力变得足够强大，大到足以抵消月球潮汐。
    这就像推着别人荡秋千，如果你的推力和秋千的摆动周期不同步，那么它就不会荡得很高。但如果两者是同步的，推力就会增加秋千的动量，让秋千飞得更远更高。这就是大气共振和潮汐的情况。
    新的研究结果为气候危机增添了新的视角。由于大气共振会随着温度的变化而变化，所以我们目前正在变暖的大气可能会破坏日月潮汐力间的平衡，削弱太阳的影响，进而影响地球一天的长度。简单来说，就是随着全球变暖、地球温度升高，我们地球上的一天会变得更长，而且变长的速度会加快。

来源 / https://phys.org/news/2023-07-day-hours-astrophysicists-reveal-earth.html 中国国家天文