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〔核心提示〕由于潮汐可以使星球的自轉(zhuǎn)減慢，那么減慢到一定程度，就會(huì)不再相對(duì)地球轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是天體演化中的“潮汐鎖定”。具體說，月球一面總是朝向地球，另一面總是背向地球。由于月球比地球小很多，所以先前的月球即使是自己旋轉(zhuǎn)著的，也會(huì)被地球?qū)λ囊绷ψ饔弥饾u減慢直至“鎖定”。

隨著潮汐研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)不僅海水有漲落潮汐。作為地球主要構(gòu)成的巖石固體也會(huì)由于引潮力發(fā)生變形而起伏。1876年英國(guó)學(xué)者開爾文（Kelvin，1824～1909）從地球形變的跡象中提出地球是彈性體而不是完全剛體的觀點(diǎn)，提出可能由于月球的運(yùn)行而變形。直到1883年英國(guó)的達(dá)爾文（G.H.Darwin，1845～1912）對(duì)海潮觀測(cè)中長(zhǎng)周期分量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)它只有理論值的2/3，他認(rèn)為所損失的1/3是由于地球的固體表面發(fā)生與海水類似的周期性漲落所致，從而在理論上驗(yàn)證了固體潮的存在，后來由于許多學(xué)者進(jìn)一步的從理論和實(shí)測(cè)多方面的探索，發(fā)現(xiàn)固體潮的確存在，而且最大位移可以有1000px之多。在科學(xué)進(jìn)步，大地測(cè)量的精度日益提高的要求下，固體潮會(huì)成為影響測(cè)量精度的很重要的一種因素。

同樣，包圍著地球的大氣也會(huì)由于月亮和太陽的引潮力產(chǎn)生全球性的震蕩。這就是大氣潮。大氣潮對(duì)于人類在太空的活動(dòng)會(huì)有影響。

目前，從開天辟地就有的潮汐，對(duì)地球的影響，至少有三點(diǎn)值得注意的。

其一是地球自轉(zhuǎn)變慢。地球自轉(zhuǎn)速度變慢是一個(gè)已經(jīng)經(jīng)過各方面證實(shí)了的事實(shí)。科學(xué)家經(jīng)過測(cè)算，地球日長(zhǎng)每百年間增加0.0012至0.002秒。一些考古學(xué)家也斷定地球4億年前泥盆紀(jì)時(shí)代的珊瑚蟲化石上“年輪”中有400條“日輪”，地球在13億年前1年大約500天?，F(xiàn)今人們認(rèn)為，地球自轉(zhuǎn)變慢的主要原因就是潮汐。它的來回受阻尼的耗散運(yùn)動(dòng)，其中固體潮，也由于在固體振動(dòng)中有內(nèi)耗，消耗了地球自轉(zhuǎn)的動(dòng)能，從而使地球自旋減慢。

具體地說，如圖地球上的高潮總要滯后一點(diǎn)，也就是在月球過了頭頂上的子午線后一些時(shí)間高潮才會(huì)到來，這是由于潮汐質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的慣性，它們?cè)谑艿皆虑虻囊绷χ螽a(chǎn)生加速度，過一定的時(shí)間位移才會(huì)到達(dá)最大值。由于這種滯后，可以看出，月亮對(duì)于離月球比較近的A點(diǎn)的引力會(huì)比較大，而對(duì)離月球比較遠(yuǎn)的C點(diǎn)的引力比較小，這種引力差，會(huì)形成一個(gè)與地球自轉(zhuǎn)方向相反的力矩，而這個(gè)力矩會(huì)通過流體之間運(yùn)動(dòng)的摩擦力傳遞到地球的固體地殼，由于這個(gè)力矩的長(zhǎng)期作用，所以即使很小，也會(huì)積累使地球旋轉(zhuǎn)速度減慢。進(jìn)一步地球上的固體潮和大氣潮也會(huì)加強(qiáng)這種剎車作用。這就是引潮力能夠使地球旋轉(zhuǎn)剎車的原因。

由于潮汐可以使星球的自轉(zhuǎn)減慢，那么減慢到一定程度，就會(huì)不再相對(duì)地球轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是天體演化中的“潮汐鎖定”。具體說，月球總是一面朝向地球，另一面總是背向地球。由于月球比地球小很多，所以先前的月球即使是自己旋轉(zhuǎn)著的，也會(huì)被地球?qū)λ囊绷ψ饔弥饾u減慢直至“鎖定”。

其二是，固體潮引發(fā)地震。由于地殼是由巖石固體材料組成的，而固體潮使它承受晝夜兩次交變的應(yīng)力。我們知道任何材料在交變應(yīng)力作用下，會(huì)有疲勞破壞的問題。同樣在地殼薄弱的地方，也會(huì)由于引潮力交變作用發(fā)生斷裂，這，也許就是引發(fā)地震的一種原因。

其三是，引潮力會(huì)撕裂巨大天體的伴星。我們?cè)诘厍蛏峡赡苡X得引潮力是很小的，其實(shí)，當(dāng)伴星與主星距離減小到一定程度主星的引潮力就會(huì)把伴星撕裂。因?yàn)橄蛑餍堑囊幻嬉绷κ抢Γ持餍堑囊幻嬉绷κ峭屏?，兩個(gè)力大到一定程度，就會(huì)把他撕裂或撕得粉碎。有一個(gè)數(shù)，稱為洛希極限，它是法國(guó)天文學(xué)家愛德華·洛希（Édouard Albert Roche，1820～1883）于1848年提出的，它是一個(gè)距離。它等于行星赤道半徑的2.44倍。如果一個(gè)天體的物質(zhì)僅僅是由萬有引力聚集在一起的，當(dāng)天體和第二個(gè)天體的距離為洛希極限時(shí)，天體自身的重力和第二個(gè)天體造成的潮汐力相等。如果它們的距離小于洛希極限，這時(shí)由于引潮力大于聚集的引力，天體就會(huì)傾向碎散，繼而成為第二個(gè)天體的環(huán)。洛希就是用這個(gè)理論去解釋土星光環(huán)是怎樣形成的。

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為什么月球總是以固定的一面對(duì)著地球

月球的引力造成地球兩側(cè)海水的升漲，形成每日兩次的漲潮。隨著地球從西向東自轉(zhuǎn)，這兩次漲潮——一次永遠(yuǎn)沖著月亮，另一次則背著月亮——在地球上從東向西移動(dòng)。
　　潮水在地球上運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在白令海和愛爾蘭海這樣的淺海海底掠過。這樣會(huì)造成摩擦，把轉(zhuǎn)動(dòng)的能量變成熱。由于地球的轉(zhuǎn)動(dòng)能就這樣慢慢地消耗著，我們這顆星球的繞軸自轉(zhuǎn)就會(huì)放慢。潮汐對(duì)地球旋轉(zhuǎn)所起的作用就像一副車閘，結(jié)果，每隔一千年，地球上的一天就會(huì)延長(zhǎng)一秒鐘。
　　在月球引力影響下位置升高的不只是海洋。地球的固態(tài)地殼也相應(yīng)發(fā)生變化，不過不那么容易注意到就是了。巖層會(huì)沿著地球產(chǎn)生兩次輕微的凸起，一次朝著月亮，一次在地球的另一面。在巖石繞著地球凸起的過程中，巖層之間的摩擦力也消耗著地球的轉(zhuǎn)動(dòng)能量。當(dāng)然，這種凸起并不造成巖石環(huán)繞地核的轉(zhuǎn)動(dòng)，但是，當(dāng)我們這個(gè)行星運(yùn)動(dòng)而使各個(gè)不同的部分在月亮下面經(jīng)過時(shí)，這種凸起會(huì)此起彼伏。
　　月球上沒有大海，沒有潮汐。然而，它的固體表面層會(huì)對(duì)地球的引力發(fā)生反應(yīng)——地球的引潮力比月球對(duì)地球的引潮力大80倍，因此，月面凸起的程度要比地面大得多。同時(shí)，如果月球也是以24小時(shí)為周期自轉(zhuǎn)的話，月球上所受到的潮汐摩擦力就要比地球上強(qiáng)烈。此外，由于月球的質(zhì)量比地球小許多倍，要是它的自轉(zhuǎn)周期與地球相同，它在開始時(shí)所具有的總能量就要小得多。
　　隨著月球上較小的初始轉(zhuǎn)動(dòng)能量在地球所引起的較大凸起中迅速消耗掉，它的自轉(zhuǎn)周期相對(duì)說來就會(huì)以很快的速度變長(zhǎng)。它的自轉(zhuǎn)速度一定早在幾百萬年前就減慢到月球的一天等于地球的一個(gè)月那么長(zhǎng)的地步了。到了這時(shí)，月亮就會(huì)永遠(yuǎn)用同一面對(duì)著地球。
　　這時(shí)，月面的凸起就被“凍結(jié)”起來，有一處凸起就在我們所看到的這一面的正中央，永遠(yuǎn)對(duì)著我們。另一處就在我們所看不到的那一面的正中央，永遠(yuǎn)背著我們。在月球運(yùn)行時(shí)，這兩處都不再變動(dòng)位置，于是不再有升降變動(dòng)，也就沒有摩擦效應(yīng)來改變月球的自轉(zhuǎn)周期了。因此，月球?qū)⒂?/span>遠(yuǎn)保持著以同一面朝向我們的狀態(tài)。你瞧，這并不是出于巧合，而是引力和摩擦作用的必然結(jié)果。
　　月球的情況是較為簡(jiǎn)單的。在一定條件下，潮汐摩擦力可以造成更復(fù)雜的穩(wěn)定條件。例如，近80年來，人們一直認(rèn)為水星（離太陽最近的行星，受太陽引力的影響最強(qiáng)烈）也像月球以一面朝向地球一樣，總是以一面對(duì)著太陽。實(shí)際上人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在水星的情況下，摩擦效應(yīng)能造成周期為58天的穩(wěn)定自轉(zhuǎn)，這剛好是水星繞太陽公轉(zhuǎn)周期——88天——的三分之二。