从前慢？从前不慢！地球14亿年前一天只有18个小时

随着年龄的增长，我们所感受到时间可能正在逐渐变快，但一项新研究表明，由于月球与地球的相互作用，地球上的一天正在逐渐变长。

看到这里，你是不是觉得每天可以多睡会儿啦？别高兴的太早，因为该研究认为 14 亿年前地球上的一天为 18 小时，与当今的 24 小时相比，增加的 6 小时除以 14 亿的话……嗯，平均下来每年你大概能多睡 0.00001542857 秒。

图 | 地球“一天”的时间长度（图源：Astronomy & Astrophysics）

该现象源于月地距离持续增长。虽然每年的变化都微不足道，但 14 亿年的变化累积起来就造成了地球前后的自转时间相差 6 个小时。威斯康星大学麦迪逊分校的地球学科学家 Stephen Meyers 说：“当月球远离地球时，地球就像是一名逐渐把双臂伸直展开并减速的花样滑冰运动员。”

研究使用天文纪年法（astrochronology）将地质与天文理论联系起来, 以重建地球与太阳系中其他天体的历史演变。具体来说，研究中所使用的纪年法是米兰科维奇周期（Milankovitch cycles）, 该方法将气候变化的原因归结于地球绕日轨道的变化，如地球的轴向倾斜、轴向进动或地轴摆动。

地球绕日轨道的变化会进一步导致在不同纬度上地表接收到的太阳辐射量不同, 同时这一气候变化在岩石和化石中留下证据。而事实也的确如此，研究者称之为支持混沌太阳系模型（chaotic Solar System，该模型认为太阳系内的行星轨道并不稳定）的首个明确证据。

图 | 发掘地质记录中的天文节律（图片来源：Nature）

不过，该模型仍存在问题，且随时间跨度越大误差越大。有 45 亿年历史的月球目前正以每年 3.82 厘米的速度离开地球，按当前的远离速率来计算, 月球在 15 亿年前会因离地球太近被引力所撕裂。这明显不太可能。

为此，Meyers 与哥伦比亚大学地球学科学家 Malinverno 合作开发了一个名为 TimeOptMCMC 的系统, 它结合了天文理论、地质数据和一种称为贝叶斯反演的统计方法来帮助处理模型的不确定性。

通过将该系统应用在两个岩层（形成于 14 亿年前位于中国华北下马岭和 5500 万年前位于南大西洋的 Walvis 湾脊）的研究上，科学家能算出地球和月球之间的距离、地球绕日轨道的变化, 以及 14 亿年前地球上一天的长度。而对下马岭的研究表明，月球远离地球的速率随着时间而加快，这意味着地球自转时间的增长速率也会随着时间推移而加快。

研究人员希望将来能用该方法重建太阳系的演化过程，Meyers 说：“地质记录就好比是早期太阳系的天文观测台, 我们通过研究保存在岩石和化石中的信息能够重建太阳系的演化过程。”

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参考链接：https://www.sciencealert.com/earth-days-getting-longer-lunar-retreat-astrochronology

https://www.aanda.org/articles/aa/ps/2004/46/aa1335.ps.gz

https://www.nature.com/articles/nature22501

https://www.nature.com/articles/nature21402