生命的存在可能会影响行星旋转的速度

​​地球一天的长度正在以每100年1.8毫秒的速度减缓。上图显示了一百万英里外的美国宇航局深空气候观测站卫星所看到的地球和月球。

一项新的研究发现，生命的存在可能会影响行星旋转的速度，释放出氧气等气体，这些气体可以加速一个世界的旋转速度。

地球目前需要24小时才能完成它的一天，也就是说，围绕着行星的轴旋转。然而，地球曾经旋转得更快，也许一天只需要2到3个小时就能完成，太阳和月亮的引力在数十亿年内帮助地球的旋转速度减慢到目前的速度，这种效应被称为潮汐制动。地球的自转速度继续减慢，地球的日数增加了大约每世纪1.8毫秒.

先前的研究发现，各种不同的因素也可以加速和减缓地球旋转的速度。例如，先前的工作发现海平面上升融化的冰川可以改变地球的轴线增加行星旋转的速度。

地球大气也可能影响它的一天的长度。研究作者Caleb Scharf说，“这是令人惊讶的，但地球大气层的质量约为五十万亿公吨，因此在足够长的时间内--数百、数千、甚至数百万年--所有这些质量，以及它在地球表面的阻力”。他是纽约哥伦比亚大学天体生物学主任。

“例如，想象一下，如果你能神奇地旋转整个大气层，几个世纪以来到处都是飓风，所有的风都朝同一个方向吹，”Scharf说。“它将逐渐通过阻力和摩擦对地球的旋转产生影响。”

“当然，大气对行星的实际影响要小得多，但在地质时标上，它们可以起作用，也可以对抗月球和太阳引力潮汐等物质的影响，”沙夫说。

随着世界的转变

地球大气变暖或冷却的程度也可能影响到地球一天的长度。

“当恒星加热像地球这样的行星时，大气层的反应是改变它的压力--热空气膨胀，冷收缩，所以简单地说，你最终每天都会把大气层中的质量大规模地移动，”Scharf说。“这意味着大气中的质量不再均匀地分布在行星上，如果你愿意，就像一个大扳手，提供了一个把手，可以让恒星或卫星的引力吸引到大气中。”

恒星或卫星对行星大气层的引力影响通常是很小的。然而，恒星加热行星大气层的速度有时会“共振”或增强大气振动的速度，就像歌剧歌手敲击正确的音符使香槟杯产生共鸣和破碎一样。他说：“当这种情况发生时，大气层的质量会聚集得更多，引力的扳手也会变得更大。”

对于地球来说，“我们认为这可能在一天的21小时都在发生，扳手效应，或扭矩，可能地球自转因月球的引力而减速。”

Scharf指出，生命可以通过释放氧气等气体来影响大气化学。这些气体反过来会影响大气的温暖和凉爽，而Scharf计算出这会对行星的自旋速率产生影响。

“生物学或生物圈可能会通过改变大气成分来影响行星的自转--这太疯狂了！”。但这似乎不是不可能的，“Scharf说。

生命找到了出路？

Scharf说，生命可以通过各种机制影响行星的旋转速度。例如，紫外线可以从氧气中产生臭氧。Scharf说：“臭氧非常适合吸收阳光和加热大气，想象一颗行星氧气产生的生命已经开始了。它还在快速旋转。随着臭氧的形成，它可能会调节大气层，使共振更快地产生，这将对行星自转的正常减速产生不利影响。”

Scharf承认，光对行星自转的影响有多大，存在着很大的不确定性。他说：“我所做的只是列出了一个可信的‘如果’的情景，并对这些数字进行了一些有根据的猜测。”

博伊西州立大学行星科学家布赖恩·杰克逊说：“在过去几十年里，在系外行星科学方面的几乎每一项发现都挑战或扩大了我们对行星的看法。”他没有参与这项研究。Scharf的建议“引入了另一个新的、令人兴奋的想法--通过改变行星的大气层，生物学本身可以影响行星的自转，”Jackson说。“虽然涉及到大量的不确定性，但这个假设非常有趣，值得进一步探讨。”

Scharf说，未来的工作应该集中在使用三维计算机模型来模拟行星气候，看看生命是否会产生这些推测效应。然后，研究人员可能会试图观察真实行星的自转率，看看其中是否有一个与模拟的有人居住的星球相匹配。

然而，Scharf说，测量系外行星的自转率是一个很大的挑战。他说：“如果行星上有持续存在的特征，比如巨大的云层风暴或冰原，这些特征可能会以反射在这些星球上的光的变化来表现”，这些变化可以给我们提供旋转速率的线索。“尽管这些变化很可能很难被发现，我们之前也发现了聪明的新技术来研究系外行星，相信这些不是困难(Scharf27号发表了他的研究报告)。