Ngày của Trái Đất từng ngắn hơn 5 giờ và dự đoán sẽ tiếp tục dài hơn 24h theo thời gian.
Cứ 24 giờ một lần, Trái đất hoàn thành một vòng quay trên trục của nó, đánh dấu một ngày trên hành tinh của chúng ta. Chu kỳ quay đáng tin cậy này cho phép con người phát triển các hệ thống cho biết thời gian và gửi tín hiệu gì cho con người, động vật và thực vật khi đến giờ nghỉ ngơi.
Nhưng sự quay của Trái Đất không phải lúc nào cũng nhất quán như vậy. Thực tế, cách đây rất lâu, một ngày của Trái Đất ngắn hơn nhiều, Sarah Millholland , trợ lý giáo sư vật lý tại MIT cho biết.
Millholland nói với Live Science trong email: “Trái đất đã trải qua những ngày vừa ngắn hơn vừa dài hơn hiện tại ở những thời điểm khác nhau trong lịch sử”. "Quan trọng nhất là nó bị ảnh hưởng bởi sự tương tác thủy triều với mặt trăng. Khoảng một tỷ năm trước, độ dài ngày chỉ khoảng 19 giờ."
Vào giai đoạn đầu của lịch sử hành tinh, vòng quay của Trái Đất thậm chí có thể ngắn hơn 10 giờ, Konstantin Batygin , giáo sư khoa học hành tinh tại Caltech, đã nói với Live Science trong một email. Vòng quay nhanh này là kết quả của một vụ va chạm lớn hình thành nên Mặt Trăng với một hành tinh nguyên thủy có kích thước bằng sao Hỏa, làm tăng tốc mô men động lượng góc của Trái Đất trong khi phá vỡ đủ bề mặt của hành tinh để hình thành nên Mặt Trăng. Các hiệu ứng thủy triều của Mặt Trăng cuối cùng đã tác động lên Trái Đất để làm chậm lại, Batygin cho biết.
Ngày của Trái đất thậm chí còn dài hơn 24 giờ, Millholland cho biết, mặc dù chỉ bằng vài mili giây do những thay đổi tinh tế đối với lõi nóng chảy, đại dương hoặc bầu khí quyển của hành tinh.
Millholland cho biết sự quay của Trái đất thực chất là bằng chứng về câu chuyện về nguồn gốc hành tinh của nó. Tốc độ quay của một hành tinh được xác định bởi cách nó được hình thành khi bụi, đá và khí quay quanh mặt trời trong một đĩa tiền hành tinh kết hợp lại trong không gian. Chính xác thì lực va chạm của các mảnh này giúp xác định mômen động lượng góc của một thiên thể hành tinh, hay tốc độ quay của nó. Bạn có thể nghĩ về nó như việc quay một cái chai: bạn tác dụng lực càng lớn, thì cái chai sẽ quay càng nhanh.
Nếu Trái Đất hình thành gần Mặt Trời hơn, sự quay của hành tinh chúng ta sẽ trông rất khác, bà nói. Trong trường hợp này, Trái Đất có thể bị khóa thủy triều với Mặt Trời, tương tự như cách Mặt Trăng bị khóa thủy triều với Trái Đất , Millholland nói.
Cô giải thích: "Nếu Trái đất ở gần mặt trời hơn, nó sẽ chịu sự tương tác thủy triều mạnh hơn từ mặt trời, khiến chu kỳ quay giống như chu kỳ quỹ đạo, nghĩa là một ngày có thể kéo dài một năm. Millholland cho biết: “Nhiều hành tinh ngoại được cho là bị khóa thủy triều vì chúng ở rất gần các ngôi sao chủ của chúng”. "Những hành tinh này có mặt ngày và đêm vĩnh viễn vì chỉ có một mặt của hành tinh luôn hướng về phía ngôi sao."
Ngày Trái đất vẫn đang thay đổi
Trong khi độ dài của ngày trên Trái đất có vẻ nhất quán đối với chúng ta, Batygin và Millholland cho biết nó thực sự vẫn đang thay đổi. Đặc biệt, nó đang dài ra, mặc dù rất chậm - khoảng 1,7 mili giây mỗi thế kỷ .
Batygin cho biết: “Sự thay đổi tốc độ quay của Trái đất đang diễn ra đủ dần để các quá trình tiến hóa có thể thích ứng với những thay đổi theo thời gian”. “Sự thay đổi tương đối về tốc độ quỹ đạo sẽ không đáng chú ý trong cuộc sống hàng ngày.”
Một số yếu tố đang góp phần làm chậm quá trình quay của Trái đất. Thủ phạm chính là mối quan hệ giữa hành tinh của chúng ta với mặt trăng, Batygin cho biết. Các lực thủy triều từ mặt trăng — cùng loại với lực kéo trên bờ biển — đang tạo ra hiệu ứng ma sát khi mặt trăng dần dần tách khỏi Trái đất theo thời gian. Thật vậy, quá trình đó sẽ cực kỳ chậm — có thể mất 200 triệu năm để một ngày của Trái đất đạt 25 giờ.
Trong khi đó, các sự kiện thiên văn và hành tinh khác có thể ảnh hưởng đến độ dài của ngày trên Trái đất, Millholland cho biết. Ví dụ, những sự kiện thông thường hơn như động đất cũng có thể có “những tác động nhỏ khác lên quá trình quay của nó”. Millholland cho biết, va chạm bất ngờ với các tiểu hành tinh cũng có thể thay đổi độ dài của ngày — ví dụ, bằng cách áp dụng mô-men xoắn theo hướng quay của Trái đất để khiến nó quay nhanh hơn. Ví dụ, trận động đất mạnh 8,9 độ richter tấn công Nhật Bản vào ngày 11 tháng 3 năm 2011 đã làm tăng tốc độ quay của Trái đất, làm rút ngắn độ dài của ngày 24 giờ xuống 1,8 micro giây .
Thảm họa do con người gây ra cũng là một yếu tố có thể xảy ra. Millholland cho biết: "Biến đổi khí hậu cũng có thể đóng một vai trò do sự phân bố lại khối lượng Trái đất do băng tan, mực nước biển thay đổi và hoạt động kiến tạo " .
