地球和月球潮汐力导致的变化

大碰撞假说认为，月球最初是在离地球不远的地方形成的。然而，今天月球离地球非常遥远，约384400千米，相当于地球半径的60倍。月球位置的改变可能是因为潮汐力使月球轨道变大，同时减慢了地球的自转速度造成的。潮汐力引起的演化刚开始很快，仅在短短10000年内，月球的轨道就扩大了一倍。在不到1亿年的时间里，月球从洛希极限附近逐渐外移，与地球的距离达到地球半径的20倍（即目前地月距离的1/3），同时，月球的自转速度急剧减慢。今天，月球永远只有一面对着地球（即同步自转）的局面很可能在月球早期就已经形成了。

随着时间的推移，月球逐渐后退，月球和地球间的引力相互作用逐渐减弱，潮汐演化也逐渐减慢。潮汐相互作用的大小很可能取决于地球表面大陆的位置，因为和潮汐演化有关的大部分能量损耗发生在浅海。大陆位置发生细微改变有可能使月球的后退速度显著加快或减慢。我们可以通过化石里的信息了解地球自转的长期变化情况。比如，有些石化海贝中含有叠层，每天增加一层。通过计算这些叠层的数量，科学家发现在3.5亿年前，地球的一年有400天，比今天多了35天。

自乔治·达尔文后，科学家一直尝试倒推过去，计算很久以前月球距离地球较近时的轨道。结果表明，月球的轨道在形成后不久就和地球赤道形成了一个10度的夹角。大碰撞说和多数其他月球起源论均认为月球的轨道和地球赤道成一条直线。这个“倾斜问题”目前仍然悬而未决，显然科学家还没完全弄清楚月球的潮汐演化。月球轨道的倾斜可能是碎屑盘剩余物质的引力相互作用造成的。也有可能是在月球形成后，地球经历过另一次大碰撞，这次碰撞同时还使地球的自转轴发生了倾斜。(www.xing528.com)

另外，潮汐作用还造成了另一个影响，它使地球赤道和它的公转轨道之间的夹角越来越大。这个夹角被称为黄赤交角，黄赤交角决定了地球的季节变换。随着地球黄赤交角的增大，地球夏季和冬季的区别将变得愈加明显。同时，月球在维持地球短期气候稳定方面也扮演了重要角色。太阳、月球和行星的引力拖拽，使地球的自转轴发生摇摆（又称进动），地轴的进动周期为26000年。这些引力摄动还造成地球轨道平面的进动，但这种进动的周期比地轴进动周期长得多。由于这两类进动速度相差很大，两种运动成为完全独立的两个过程，所以黄赤交角会随着月球的后退而逐渐变大，但总体来说基本保持恒定。和地球相比，火星没有大卫星，它的轨道和自转轴进动速度就差不多。这样一来火星的倾斜度变化非常大，在短短几百万年的时间内，就改变了几十度。这些变化造成了气候的剧烈波动，具体表现在火星极冠的周期性扩张和后退。

地球今天的美好光景并不会永远持续下去。未来，月球将继续远离地球，它的引力作用会越来越弱，因此地球自转轴的进动速度也会变慢。在未来20亿年里，月球的影响将小到使地球的倾斜度发生大幅度变化（和火星的情况一样），到时候气候将变得极其不稳定。再往后看，如果地球在太阳变成红巨星（见第6章）后仍然存在，那么到时地球的自转将变得非常慢，有一面永远对着月球。到那个时候，月球将停止后退，转而开始朝着地球移动，最终，月球将以它当初形成的方式，即大碰撞，结束它的生命。