地球年齡是46億年。它是怎樣度過這漫長的歲月呢？它沒有睡大覺。這里，僅介紹它生活的一個側(cè)面自轉(zhuǎn)。
自轉(zhuǎn)，不僅是地球，而且?guī)缀跏撬行求w的固有屬性。人類對地球自轉(zhuǎn)的認(rèn)識是有一個過程的。古人曰：地體雖靜而終日旋轉(zhuǎn)，如人坐舟中而不沉。（《尚書緯考靈曜（yao）》）這是根據(jù)對天象的觀察和相對性原理做出的判斷。19九世紀(jì)，法國科學(xué)家傅科發(fā)明了一個長達(dá)67米的專用擺，通過觀測證實，地球向東旋轉(zhuǎn)，從而做出地球自轉(zhuǎn)的科學(xué)結(jié)論。地球自轉(zhuǎn)一周大約是86400平太陽秒；自轉(zhuǎn)軸的取向，大約是北極星的方向。那么，從古至今，以及從今往后，地球是否一直這樣轉(zhuǎn)呢？
首先說說轉(zhuǎn)動速度的變化。地球自轉(zhuǎn)一周的時間，科學(xué)上叫日長。據(jù)古日蝕資料和古生物化石資料得知，遙遠(yuǎn)過去的日長比現(xiàn)在的短。如2～3億年前的日長僅78840秒。即，地球自轉(zhuǎn)逐年變慢，其日長平均每百年增加2.8毫秒。人生不過百年，從人降臨塵世到壽終正寢，日長僅僅增加一秒的千分之二三，如何察覺呢？依靠高精度的時間服務(wù)系統(tǒng)（如銫原子鐘等）和高精度的測距儀器（激光測距超長干涉儀等），已經(jīng)可以對地球轉(zhuǎn)速的微小變化進(jìn)行測定。例如，北京天文臺測量室，就不斷發(fā)表這方面數(shù)據(jù)。如：1983年1月的地球轉(zhuǎn)速測定為：7.29211491010-5弧度/秒，其相對變化為32410-10。
再說說轉(zhuǎn)軸方向的變化。先打個比方，兒童喜歡抽陀螺。陀螺是一個快速旋轉(zhuǎn)的錐體。當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)速變慢，且轉(zhuǎn)軸有傾斜時，會在重力矩作用下，在地上繞大圈，轉(zhuǎn)軸也在轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)了幾圈后，才慢騰騰地停下來。這在物理學(xué)上叫進(jìn)動，即其轉(zhuǎn)動軸在空間不停地改變方向。這種現(xiàn)象在天文學(xué)上叫歲差。由于地球自轉(zhuǎn)所發(fā)生的進(jìn)動，類似于陀螺，故本講題目為空中陀螺。
地球自轉(zhuǎn)軸方向的變化中還有一個重要現(xiàn)象，叫晃動。在物理學(xué)上屬于一種自由運動，即在沒有外力作用下，因為質(zhì)量分布改變而引起的運動狀態(tài)的改變。這種晃動可以通過精確的緯度測量計算出來?；蝿?，體現(xiàn)為地極運動。最著名的晃動，是14個月周期的錢德勒晃動。實際上，地極位置無時無刻不在改變。如，北京天文臺測量給出1983年1月5日的地極位置為：x=213，y=283。地極位置的年變化相當(dāng)于地面幾十米距離。此距離與地球相比，當(dāng)然很小。但這些微乎其微的變化是發(fā)生在質(zhì)量為5.981021噸、年齡達(dá)46億年的地球上！山不厭塵，故成其大；海不厭細(xì)，故成其深。自轉(zhuǎn)的微小變化，化作一種十分可觀的地球動力源，被引入地球科學(xué)的許多領(lǐng)域：自轉(zhuǎn)與地震活動關(guān)系，自轉(zhuǎn)與地殼構(gòu)造運動關(guān)系，自轉(zhuǎn)與磁場變化關(guān)系不過，地球自轉(zhuǎn)與這些現(xiàn)象的具體關(guān)系還不十分明朗，有待人們?nèi)ヌ剿?。有道是：坐地日行八萬里，無酒也醉醉陀螺?？v使日長增毫秒，歲月無痕嘆蹉陀。
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