追寻月球出走真相 地月相吸却缘何逆势而动

土星的潮汐力让土卫二表面喷出了冰水混合的喷泉

　　假如地球和月球都像高中物理习题集的描述那样只是一个质点，那地球的引力是绝不可能反而把月球推走的。但它们在真实世界中不但是个巨大的球，而且是个会变形的巨大的球。 要是你曾经在皓月当空的夜晚在海边漫步，就会对这种变形有着深刻的感受。同一个地点的海面每天会经历两次**——月球吸引着包裹在地球表面的海水，形成一个椭球形的“水球”， 水球的长轴方向从地球指向月球。长轴方向的海面在一天中达到最高，这是“潮”；短轴方向的海面在一天中最低，这是“汐”。 潮和汐的产生，是因为地球表面不同的地方受到不同大小的月球引力，所以物理学上用“潮汐力”来称呼由于引力差异而产生的力。地球在月球的影响下产生潮汐，月球虽然表面没有海洋， 也照样会在地球的影响下产生非常微小的拉伸变形，不妨把这看作是固体的“潮汐”。  　　

　　现在你退到海岸的高处，海面不断升高，浸湿了沙滩。别忘了，与此同时地球在自转，而月球在绕着地球公转。地球自转比月球公转快得多，所以海面的最高点根本来不及恢复原状，马上就会被地球的自转带到月球的前方：瞧，月亮不是渐渐偏西了吗？这一大团凸出的海水可以近似地和月球单独“结算”引力，前方的海水和落在它身后的月球互相拉扯。先进带动后进的结果是月球在轨道上获得了加速度，来自地球的引力不能让它安分待在原来的轨道上，于是月球窜到了能量更高、离地球更远的轨道，这就是“潮汐加速”。而地球呢？原本好好的自转着，却被一团向后的海水拖了后腿，自转的速度不得不稍微放慢一点。这样的情况每时每刻都在地球的海面上发生，日积月累，后果终于变得不可忽略。月球对地球施加潮汐力，大潮出现在月下点和对跖点，小潮出现在面向太阳和北向太阳的方向

　　月球正在逐渐远离我们，那么它以前一定离地球很近，要是反推回去足够久远的时间。这正是目前天文学家仍对地月系统间的潮汐加速兴趣不减的原因，因为这也许能帮助我们揭开月球的起源之谜。这种从现有的少量数据出发，向数值范围外的大胆推演是天文学家相当依赖的一种思考方式——谁让他们研究的对象时间跨度那么大，而他们能够观测到的证据相对而言又那么少呢？ 你要是知道他们怎么测量宇宙，怎么熟练地像下跳棋一样从几十光年跳到几十亿光年的尺度，那才真的瞠目结舌呢。整个宇宙都被他们回溯成了一个奇点，比较起来，给地月系统回溯出一个肩并肩的过去那真不算什么。

　　月球现在远离我们的速度可以非常精确地量出来：阿波罗计划在月面上安装了测距仪，测出地月距离每年增加大约 38 毫 米，恰好是目前地月平均距离的一百亿分之一；由此可以计算出地球现在的自转周期变化，目前的速度是每过一百年，一天的长度增加 2.3 毫秒。 
　　
　　要是这个速度一直不曾改变的话，我们就能直接算出恐龙时代的一天有多长了：从 6500 万年前它们灭绝那会儿到现在，地球的自转周期大约增加了 25 分钟。不幸的是，地球自转的放缓不可能是均匀的，不能用现在的数据来计算以前的情况。那我们怎么能知道远古以前地球是怎样自转的呢？天文学家寻找到了额外的助力：他们得到了地质学家和古生物学家的帮助。
　　
　　按理来说，从地球上出现海洋的那一刻起，潮汐作用就稳定地施加在了地球身上，也在地球表面的岩石上留下了痕迹。 不过我们找不到那么遥远的证据，因为地球的板块运动让地壳 的岩石始终不断地循环，大部分的古老岩石都湮没在岩浆中。 从原核生物沉积形成的叠层石记录看来，至少在 25 亿年前， 地球就显著地受到潮汐作用影响。地质学家们研究了远古时期的受潮汐影响的沉积岩层——他们管这种岩层叫“潮汐韵律 层”——得出结论说9 亿年前地球上的一天大约只有 18个小时， 一年大概有 481 天；另一片 6.2 亿年前的潮汐韵律层说明，当 时的一天有 21.9个小时，一年大约有 400 天，合 13 个月。

　　地月间潮汐作用的大小受到地球陆地和海洋分布的影响， 而在整个地球 46 亿年的演化过程中，地表发生过无数次沧海桑田的变化。光是冰期和间冰期之间的变动就会让潮汐的大小产生明显的不同，而由远古时期的超大陆、超大洋变为如今的七大洲、四大洋，其间的差异更是翻天覆地。目前地球自转的变慢幅度是长期以来最快的，以前的变化要更小一些。除了沉积岩层之外，古代的生物也提供了关于昼夜节律的线索。珊瑚和贝类是已经在地球上存在了至少4 亿年的物种， 这两种生物在环境合适的条件下，昼夜的生长速度有着明显的 不同，并且也会体现出明显的四季变化。于是，从它们的生长痕迹中就能辨别出一年的天数。现代的珊瑚每年会长出大约 360根体现昼夜变化的生长纹，而在泥盆纪的珊瑚化石中，发现的 生长纹大约是 400 根。更有意思的是，把从 4 亿年前到 6500 万年前的贝类化石按照年代排序，会发现年代越早的化石，体现出的生长纹越多。

　　月球轨道的演变，在地球远古的生物身上留下了痕迹。而月球本身，也为地球生命的出现做出了贡献。由于月球巨大的质量，地月之间的潮汐作用很快让地球的轨道稳定下来，使地 球表面的环境相对平稳，从而有利于原始生命的诞生。如今的月球虽然与地球渐行渐远，但始终还将陪伴在我们身边。天文学家计算过，大约 20 亿年后，膨胀的太阳将把地球表面的海水蒸干，那时月球的远行步伐会进一步放慢。地月之间这段海枯石烂的缘分，要直到 45 亿年后太阳吞没地球，地老天荒的时候才会终结。

　　原文标题：谁在把月球推走？

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原标题：追寻月球出走真相 地月相吸却缘何逆势而动

关键词：月球,地球,引力,逆势而动,远离