在地球動蕩的歷史上曾有一段時間，一切幾乎都停滯不前。構造活動緩和了，地球化學過程淡化了，就連最簡單形式的生命進化也沒有發(fā)生太多變化。

現(xiàn)在，新的研究表明，這段時間并不長，它被親切地稱為“無聊的10億”。這與地球處于持續(xù)自轉的穩(wěn)定狀態(tài)相吻合，那時，地球在太空中自轉一天（一圈）只需要19個小時。

兩位地球物理學家的研究表明，地球一天的長度“停滯”在19小時，持續(xù)了大約10億年，這是地球遙遠過去相互作用力微妙平衡的結果。

(資料圖片僅供參考)

當時，月球離地球更近，并在一個恒定的距離上盤旋，而不是像以前和以后那樣會從地球的引力懷抱中溜走。

中國科學院的羅斯米切爾（Ross Mitchell）和澳大利亞科廷大學的烏韋科舍爾（Uwe Kirscher）在他們發(fā)表的論文中解釋說：“隨著時間的推移，月球竊取了地球的旋轉能量，將自己推進到離地球更遠的更高軌道。”

由于月球的向外運動，地球的自轉速度減慢，我們在陽光下的日子也稍微延長了——我們并沒有注意到我們每天24小時的自轉有一點點增加。

過去的大量研究已經(jīng)探索了我們星球上的日子是如何慢慢變長的，根據(jù)最近的一些估計，每年都會有超過0.000015秒的時間增加。

在像這樣的研究中，大多數(shù)地球自轉模型都預測，在過去的30到40億年里，我們的家園地球上的日長度穩(wěn)步增加。例如，2018年的一項研究發(fā)現(xiàn)，14億年前的一個地球日長達18個小時。

盡管還有另一個陣營的研究人員早在1987年就推測，也許地球的白天長度在很長一段時間內持平，然后恢復緩慢、穩(wěn)定的增長，直到我們今天所說的24小時。

但任何表明地球自轉變化的地質痕跡都很難找到。一天的長度可以從向太陽傾斜的疊層石的生長和潮汐節(jié)律推斷出來，潮汐節(jié)律是潮汐沉積并保存在巖石中的泥質沉積物的模式。除了這些很少被保存到遙遠的過去。

在這項新研究中，米切爾和科舍爾利用了近年來出現(xiàn)的一系列新的地質數(shù)據(jù)。旋回地層學數(shù)據(jù)記錄了由天文力量（包括地球的擺動和軸向傾斜）驅動的地球氣候的節(jié)律性變化。

米切爾說：“我們意識到，現(xiàn)在終于到了測試一種邊緣但完全合理的關于地球古自轉的替代觀點的時候了。”

他們的統(tǒng)計分析表明，20億至10億年前，即元古界中期，地球日長度趨于平緩，元古界以“雪球地球”為高潮，在寒武紀生命爆發(fā)之前達到頂峰。

米切爾和科舍爾想知道，是什么讓早期的地球進入了一個相對穩(wěn)定的時期，他們研究了地球巖石歷史上的其他重大事件。

如果他們的時間是正確的，那么白天長度的平穩(wěn)期，是在早期地球大氣條件的顯著波動之后出現(xiàn)的：具體來說，是在大氧化事件期間，氧氣水平上升，形成了臭氧層，然后再次下降。

米切爾和科舍爾指出，這些增加的臭氧可能比水蒸氣吸收了更多的陽光，激發(fā)了地球上鮮為人知的太陽潮汐，這種潮汐在白天升溫時在大氣中脈動。

太陽大氣潮汐雖然不如由月球引力控制的海洋潮汐那么強烈。但是，當?shù)厍蜻^去旋轉得更快時，月球的引力就會減弱，只有現(xiàn)在的四分之一。

如果像米切爾和科舍爾建議的那樣，大氣潮汐隨著臭氧和陽光的注入而加速，這可能足以平衡相反的力量，并使地球進入一個非常長且穩(wěn)定的19小時一天的時期。

他們解釋道：“在共振點，海洋和大氣的潮汐扭矩會平衡，將地球的自轉速度穩(wěn)定在恒定的一天長度上。”

當然，米切爾和科舍爾指出，需要更多的研究來“進一步測試和更準確地確定共振周期”。

盡管兩人得出的結論是，他們的工作與地球上氧氣水平的上升和復雜生命被突然的氣候變化“推遲到共振被打破”的想法一致。

他們寫道：“更長的白天可以為光合作用的細菌提供充足的陽光，以提高氧氣水平，足以維持大型后生動物的生命。”

但是，如果我們對“無聊的10億”的理解可以作為依據(jù)的話，那么，隨著更多證據(jù)的出現(xiàn)，預計這些對早期地球日自轉的估計將發(fā)生變化。

近年來，一些研究人員認為，“無聊的10億”遠比它的名字所暗示的更有活力，它肥沃的土壤為我們今天仍然驚嘆的復雜生命提供了一個“彈弓”。

這項研究發(fā)表在《自然地球科學》雜志上。

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