根据发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience) 上的一项研究，与传统看法相反，地球的昼长在过去并非一直较短，而是可能在大约 19 小时内停滞了大约 10 亿年。 这段稳定的白昼长度有趣地与大气中氧气的两次显着上升同时发生，这表明地球的自转可能影响了它的大气成分。

6亿年前的沉积岩保留了米兰科维奇周期，使地球的古代昼长得以被探测。

在一天内完成我们想完成的所有事情是很困难的。 但如果我们生活在地球历史的早期，这会更加困难。


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尽管我们认为一天 24 小时是理所当然的，但在地球遥远的过去，日子甚至更短。白天的长度更短，因为月亮更近了。 “随着时间的推移，月球窃取了地球的旋转能量，将其推向离地球更远的更高轨道，”中国科学院地质与地球物理研究所地球物理学家罗斯米切尔说，。

“大多数地球自转模型都预测，随着时间的推移，白天的长度一直越来越短，”该研究的合著者、澳大利亚科廷大学研究员 Uwe Kirscher 说。

但是，Mitchell 和 Kirscher 发现的并不是时光倒流的缓慢而稳定的变化。

月球引力和太阳推力对地球的反向潮汐的说明。 图片来源：米切尔等人。

研究人员如何测量古代日长？ 在过去的几十年里，地质学家使用特殊沉积岩的记录，在潮汐泥滩中保存了非常精细的层状结构。 算一下每个月因潮汐涨落造成的沉积层数，就知道古代一天有多少小时。

但是这样的潮汐记录很少见，而且保存下来的记录常常存在争议。 幸运的是，还有另一种估算日长的方法。旋回地层学是一种地质方法，它使用有节奏的沉积层来检测反映地球轨道和自转变化如何影响气候的天文“米兰科维奇”周期。

“两个米兰科维奇周期，岁差和倾角，与地球自转轴在太空中的摆动和倾斜有关。 因此，可以在过去较短的进动和倾角周期中检测到早期地球的更快自转，”Kirscher 解释道。

Mitchell 和 Kirscher 利用了最近 Milankovitch 记录的激增，其中超过一半的古代数据是在过去七年中产生的。

米切尔说：“我们意识到，终于到了检验一种边缘但完全合理的关于地球古旋转的替代想法的时候了。”

一个未经证实的理论是，在地球遥远的过去，白天的长度可能停滞在一个恒定值。 除了与月球引力相关的海洋潮汐外，地球还存在与白天大气升温相关的太阳潮汐。

太阳大气潮汐不如月球海洋潮汐那么强烈，但情况并非总是如此。 当地球在过去旋转得更快时，月球的牵引力会弱得多。 与月球的引力不同，太阳的潮汐反而推动地球。 因此，当月球减慢地球的自转速度时，太阳会加快它的速度。

“正因为如此，如果在过去这两种相反的力量变得彼此相等，那么这种潮汐共振就会导致地球的昼长停止变化并在一段时间内保持不变，”Kirscher 说。

正如数据汇编所显示的，地球的白昼长度似乎已经停止了长期增长，并大致在 2 到 10 亿年前的 19 小时左右趋于平稳——“10 亿年，”米切尔指出，“通常被称为‘无聊的’10 亿年。”

有趣的是，停滞的时间点位于氧气的两次最大上升之间。 加州大学河滨分校的 Timothy Lyons 没有参与这项研究，他说：“认为地球自转的演变可能影响大气成分的演变是很有趣的。”

因此，这项新研究支持这样一种观点，即地球上升到现代氧气水平必须等待更长的时间才能让光合细菌每天产生更多的氧气。

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