嫌24小時不夠用？四億年前，地球一天只有22小時

原因與冰河期後的反彈現象有關。在冰河期，地表被厚重的冰層壓住，等到冰河期一過，冰原融化了，壓力解除了，大地就像彈簧床緩緩回彈，使地表某些地區「長胖」了。

地球的「形狀」改變了，質量重新分配，自轉軸也會跟著微調，真正的北極點（自轉軸穿出北方地面之處）也就換位置了。這還是角動量守恆的結果！你可以把同一塊黏土捏成各種形狀，試著轉轉看，就會發現轉動軸真的會改變。

圖片來源 │NASA

看到這裡，地球的大轉、小轉是不是把你的腦袋轉暈了呢？總的來說，地球自轉宛如氣勢恢弘的交響樂曲，主旋律是漸慢板，但其中還隱藏著更多奇妙的副旋律，崮中奧妙有賴科學家細細品聆了。

地球自轉的學問好有趣，但跟生活好像沒有關係？

關係可大了！如果沒有研究地球自轉，GPS就無法精確定位，現代人的日子就沒法過了。

現代開車、找路都需要的GPS（全球定位系統）衛星導航。原理是：地面接受器同時接收某四顆衛星傳來的訊號，訊號中有每顆衛星的座標和訊號發射時間，接受器再由收到訊號的時間差，反推每顆衛星距離它多遠，最後綜合考慮四顆衛星的座標和距離，推算出地面接受器當下的位置，完成定位任務。

問題來了！地球本身會自轉，接受器自己就動來動去，怎麼精確評估與衛星的距離？所以接受器必須時時接收當下地球自轉的資訊，修正計算，以免導航誤差。

值得一提的是，GPS的成功使用與地球自轉研究非常密切。譬如當地球上的科學家為了追蹤和指揮太空飛行物，或是發射到其他行星的太空船，地面指揮站必須能精準計算距離和位置，而第一步就得先扣除地球自轉造成的誤差。另外，地球自轉的研究也能幫助評估全球暖化的人為影響。

圖片重製 │林洵安

全球暖化跟地球自轉有什麼關係？

當前有種迷思：地球本來就有週期性的氣候變遷，例如：冰河期和間冰期的來來去去，目前的暖化現象只是自然週期的一部份，人為的影響不是主因，一切都是某些科學家大驚小怪。

所以科學家必須了解冰河期的自然週期，作為全球暖化的背景資料，才能正確評估人類的影響程度。

而冰河期最重要的成因，來自其他行星引力，首先改變地球公轉軌道，讓它變得更橢或更圓，此週期約為10萬年。當軌道越橢，日照量越少，冬夏差異越大，冰河期越容易發生。

其次，行星引力造成地軸傾角週期性的擺盪，也會影響冬夏差異的強弱，這個週期約為四萬年。

最後，地球公轉軌道也會晃動，加上地球自轉軸本來就會轉圈圈，聯手改變地球最接近或遠離太陽的日子，週期約為兩萬年。當北半球冬季遇上遠日點，就容易形成冰河期。

資料來源 │趙丰，圖片重製 │林洵安

以上這些「萬年起跳」的週期，就是地球氣候變遷的自然週期。由此可知，人為破壞雖然局部的，但是三到五年就相當有感，效果又快又猛烈，真的是全球暖化的主要凶手。

地球自轉還有什麼有趣的研究方向嗎？

所有地球自轉會發生的現象，在其他行星上都會發生。前面說過地球對月球的潮汐力，讓月球只能用同一面面對地球，這個現象就廣泛的發生在各大行星與它們的衛星。國外行星研究正夯，這是很有發展的方向。

地球自轉還能探索地球內部。當前科技無法像電影般潛入地心，地球內部現象必須依靠地表能夠量測的數據反推，包括地震波、重力場、地球自轉變化、磁場的變化量。

最近2、3年，我從地球自轉的快慢變化，發現一個6年上下的小週期震盪，推測地球的內心會像鐘擺一樣來回搖擺。

我的推論是：地球的內核和外核不是完美的圓形，中間又隔著液體層，所以內核在液體內可能會晃動 ，造成鐘擺般的簡諧運動。當地球內核晃動，外面地殼因為角動量守恆就會跟著改變轉速，造成地球自轉週期性的改變。

總之，只要發揮想像力，可以做的主題非常多，非常有趣的！

本文經研之有物授權刊登，原文刊載於此

責任編輯：朱家儀
核稿編輯：翁世航