潮汐力耗散地球的自轉能量，導致月球正在以每年3.8厘米的速度遠離地球。一項新的研究表明，由于地球和月球之間潮汐作用，月球正在比過去五千萬年間更快地遠離地球！這個結論有助于解開長期困擾天文學家的月球年齡問題。月球的引力在地球上產(chǎn)生了周期的潮汐現(xiàn)象，潮汐力耗散地球的自轉能量，降低地球的旋轉速度,同時也導致月球正在以每年3.8厘米的速度遠離地球。如果以月球遠離地球的這種恒定速度推算的話，那么月球的年齡只有 15億年！而根據(jù)月球巖石計算出的年齡為45億年。美國印第安納州普渡大學西拉法葉分校（Purdue University in West Lafayette）的科學家馬修·胡貝爾（Matthew Huber）領導的科學家小組從深海和大陸邊緣收集了過去五千萬年的地質(zhì)數(shù)據(jù)，然后輸入他們新的計算機模型當中來模擬遠古的潮汐作用。模擬計算表明，在遠古時期，地球自轉耗散的能量僅僅是現(xiàn)在的一半，因此那時月球遠離地球的速度比當今小得多。胡貝爾表示，導致這種現(xiàn)象的原因在于：當今的北大西洋變得足夠開闊，能夠使以12小時為周期的潮汐發(fā)生共振，能夠激起更大的波浪，推動月球更快速遠離地球。月球正在逐漸遠離我們，那么它以前一定離地球很近，要是反推回去足夠久遠的時間—影響彼此的演化。這正是目前天文學家仍對地月系統(tǒng)間的潮汐加速興趣不減的原因，因為這也許能幫助我們揭開月球的起源之謎。這種從現(xiàn)有的少量數(shù)據(jù)出發(fā)，向數(shù)值范圍外的大膽推演是天文學家相當依賴的一種思考方式——誰讓他們研究的對象時間跨度那么大，而他們能夠觀測到的證據(jù)相對而言又那么少呢？ 你要是知道他們怎么測量宇宙，怎么熟練地像下跳棋一樣從幾十光年跳到幾十億光年的尺度，那才真的瞠目結舌呢。整個宇宙都被他們回溯成了一個奇點，比較起來，給地月系統(tǒng)回溯出一個肩并肩的過去那真不算什么。
月球現(xiàn)在遠離我們的速度可以非常精確地量出來：阿波羅計劃在月面上安裝了測距儀，測出地月距離每年增加大約 38 毫 米，恰好是目前地月平均距離的一百億分之一；由此可以計算出地球現(xiàn)在的自轉周期變化，目前的速度是每過一百年，一天的長度增加2.3毫秒。要是這個速度一直不曾改變的話，我們就能直接算出恐龍時代的一天有多長了：從6500萬年前它們滅絕那會兒到現(xiàn)在，地球的自轉周期大約增加了25分鐘。不幸的是，地球自轉的放緩不可能是均勻的，不能用現(xiàn)在的數(shù)據(jù)來計算以前的情況。那我們怎么能知道遠古以前地球是怎樣自轉的呢？天文學家尋找到了額外的助力：他們得到了地質(zhì)學家和古生物學家的幫助。按理來說，從地球上出現(xiàn)海洋的那一刻起，潮汐作用就穩(wěn)定地施加在了地球身上，也在地球表面的巖石上留下了痕跡。 不過我們找不到那么遙遠的證據(jù)，因為地球的板塊運動讓地殼 的巖石始終不斷地循環(huán)，大部分的古老巖石都湮沒在巖漿中。 從原核生物沉積形成的疊層石記錄看來，至少在 25 億年前， 地球就顯著地受到潮汐作用影響。地質(zhì)學家們研究了遠古時期的受潮汐影響的沉積巖層——他們管這種巖層叫“潮汐韻律 層”——得出結論說9億年前地球上的一天大約只有18個小時， 一年大概有481天；另一片6.2億年前的潮汐韻律層說明，當 時的一天有21.9個小時，一年大約有400天，合13個月。地月間潮汐作用的大小受到地球陸地和海洋分布的影響， 而在整個地球46億年的演化過程中，地表發(fā)生過無數(shù)次滄海桑田的變化。光是冰期和間冰期之間的變動就會讓潮汐的大小產(chǎn)生明顯的不同，而由遠古時期的超大陸、超大洋變?yōu)槿缃竦钠叽笾蕖⑺拇笱螅溟g的差異更是翻天覆地。目前地球自轉的變慢幅度是長期以來最快的，以前的變化要更小一些。除了沉積巖層之外，古代的生物也提供了關于晝夜節(jié)律的線索。珊瑚和貝類是已經(jīng)在地球上存在了至少4億年的物種， 這兩種生物在環(huán)境合適的條件下，晝夜的生長速度有著明顯的 不同，并且也會體現(xiàn)出明顯的四季變化。于是，從它們的生長痕跡中就能辨別出一年的天數(shù)。現(xiàn)代的珊瑚每年會長出大約 360根體現(xiàn)晝夜變化的生長紋，而在泥盆紀的珊瑚化石中，發(fā)現(xiàn)的 生長紋大約是400根。更有意思的是，把從4億年前到6500萬年前的貝類化石按照年代排序，會發(fā)現(xiàn)年代越早的化石，體現(xiàn)出的生長紋越多。月球軌道的演變，在地球遠古的生物身上留下了痕跡。而月球本身，也為地球生命的出現(xiàn)做出了貢獻。由于月球巨大的質(zhì)量，地月之間的潮汐作用很快讓地球的軌道穩(wěn)定下來，使地球表面的環(huán)境相對平穩(wěn)，從而有利于原始生命的誕生。如今的月球雖然與地球漸行漸遠，但始終還將陪伴在我們身邊。天文學家計算過，大約20億年后，膨脹的太陽將把地球表面的海水蒸干，那時月球的遠行步伐會進一步放慢。地月之間這段海枯石爛的緣分，要直到45億年后太陽吞沒地球，地老天荒的時候才會終結。
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