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◎地球转动为何有快有慢（第1页）

◎地球转动为何有快有慢

地理知识告诉我们，地球在一个椭圆形轨道上围绕太阳公转，同时又绕地轴自转。由于这种不停的公转和自转，地球上才有了季节变化和昼夜交替。然而，是什么力量驱使地球这样永不停息地运动呢?地球运动的过去、现在、将来又是怎样的呢?

长期以来，人们一直以为地球是均匀不变地绕着自转轴旋转，大约每23小时56分旋转l周。实际上，地球并不是那么老老实实地按照均匀速度自转，在一年内，它有时快，有时慢。地球的自转速度不仅在一年中是不均匀的，在很多世纪的过程中也是不均匀的。而这一点，正是人们容易产生的误区。伟大的物理学家牛顿认为：整个宇宙天体的运动，看成是上好发条的机械，准确无误，完善无缺，而事实上却并非如此。

其实，地球的运动是在不断变化着的，而且极不稳定。根据"古生物钟"的研究发现，地球的自转速度在逐年变慢。如在4．4亿年前的晚奥陶纪，地球公转一周要412天：到4，2亿年前的中志留纪，每年只有400天；3．7亿年前的中泥盆纪，一年为398天。到了1亿年前的晚石炭纪，每年约为385天；6500万年前的白垩纪，每年约为376天；而现在一年只有365．25天。天体物理学的计算，也证明了地球自转正在变慢。科学家将此现象解释为，是由于月球和太阳对地球的潮汐作用的结果。

石英钟的发明，使人们能更准确地测量和记录时间。通过石英钟计时观测太阳地球的相对运动，发现在一年内地球自转存在着时快时慢的周期性变化：春季自转变慢，秋季加快。

科学家经过长期观测认为，引起这种周期性变化的原因，与地球上的大气和冰的季节性变化有关。此外，地球内部物质的运动，如重元素下沉向地心集中，轻元素上浮、岩浆喷发等，都会影响地球的自转速度。

除了地球的自转外，地球的公转也不是匀速运动。这是因为地球公转的轨道是一椭圆，最远点与最近点相差约500万千米。当地球由远日点向近日点运动时，离太阳越近，受太阳引力的作用越强，速度就越快。由近日点到远日点时则相反，运行速度减慢。

还有，地球自转轴与公转轨道并不垂直；地轴也并不稳定，而是像一个陀螺在地球轨道面上做圆锥形的旋转。地轴的两端并非始终如一地指向天空中的某一个方向，如北极点，而是围绕着这个点不规则地画着圆圈。地轴指向的这种不规则，是地球的运动所造成的。

科学家还发现，地球运动时，地轴向天空划的圆圈并不规整。就是说地轴在天空上的点迹根本就不是在圆周上的移动，而是在圆周内外做周期性的摆动。

由此可以看出，地球的公转和自转是许多复杂运动的组合，而不是简单的线速或角速运动。地球就像一个年老体弱的病人，一边时快时慢、摇摇摆摆地绕日运动着，一边又颤颤巍巍地自己旋转着。

还有科学家用地核南偏来解释地球转动有快有慢的问题。科学家们研究发现，地球的自转速度在每年大致是八月间最快，三四月间最慢。之所以造成这样的原因，是因为：

地球形成早期，温度很高，转速很快，离心力的作用使得其内部压力比较小，所以地球内部都是流体状态的。随着地球热量不断散发，其内部的温度也在降低。转速降低，离心力减小，使地球内部压力也在增加。结果使内部物质状态出现明显的分层：上地幔至下地幔逐渐变硬，地核的外核是流体状态，向内逐渐变硬，内核是固态的，甚至核心有可能是超固态物质。

地球内部热量传递趋于稳定，温度差异也不会很大，影响其液态、固态及硬度变化的主要因素是内部的压力。外核靠近地幔的金属物流体，无疑是流动性最好的；向内粘度逐渐加大，流动性逐渐变差，但由于地核南偏，特别是南半球地幔金属物含量高、密度大。压力和引力的作用，使南半球外核流动性好的液层很薄，也就是南极方向的外核厚度比北极方向的外核厚度小许多。地球受星球的引力作用，特别是月球的引力作用，转速逐渐减慢。但地核在地球的内部，受外部的引力作用小，特别是地核的质量很大，外围又是滑动阻力很小的液层；惯性作用使其保持原来的转速。地核转速减慢的主要因素是与地幔间流体金属的滑动摩擦阻力，以及产生地磁的电磁阻力。

六月下旬，地球正运动到最南端的位置。地核在地球的内部，受太阳的引力作用较地球外部小，离心力大于使其保持中心位置的引力，使地核向南压。较薄的流动性好的流体被压到旁边，使外核流动性较差的液层与地幔接触。流动性较差的液层与坚硬地幔接触后，粘滞性使摩擦力明显加大。较高转速的地核将转动力传到了下地幔，又传到上地幔至地壳，使在地面测得的转速加快了。为什么六月下旬摩擦力最大，而转速是八月间最快呢?原因是地球的地核以外部分质量很大，有很大的惯性，地幔又具有一定的弹性，使地球的转动加快出现了明显的滞后性。

反之，地球转到太阳北侧时，离心力使地核压向北极方向，由于北方向外核流动性好的流动层厚度最大，且接近下地幔的流动层流动性最好，使地核与下地幔的滑动摩擦阻力最小，地核的转动力传到地幔达到最小值。也因惯性、弹性的因素使最低转速出现在三、四月份。当然，当有较大的流星撞击和大的地震时，大的地震波也可以使外核滑动面的粘滞性增加，也能起到使地球转速加快的作用。

但是，地球转动有快有慢的原因是不是确切如此呢?还没有得到证实。

另外，我们知道，地球还随太阳系一道围绕银河系运动，并随着银河系在宇宙中飞驰。地球在宇宙中运动不息，这种奔波可能自它形成时起便开始了。

就现在地球在太阳系中的运动而言，其加速或减速都离不开太阳、月亮及太阳系其他行星的引力。人们一定会问，地球最初是如何运动起来的呢?未来将如何运动下去，其自转速度会一直变慢吗?

也许，人们还会问，地球运动需要消耗能量吗?若是这样，它消耗的能量又是从何而来?它若不需消耗能量，那它是"永动机"吗?最初又是什么使它开始运动的呢?存在着所谓第一推动力吗?

第一推动力至今还只是一种推断。牛顿在总结发现的三大运动定律和万有引力定律之后，曾尽其后半生精力来研究、探索第一推动力。

他的研究结论是：上帝设计并塑造了这完美的宇宙运动机制，并给予了第一次动力，使它们运动起来。而现代科学的回答是否定的。那么，地球，乃至整个宇宙的运动之谜的谜底究竟是什么呢?