地月系统非线性演化动力学

摘要

针对当前理论在地月系统演化问题上所面对的困难 ,作者在潮汐摩擦力矩正比于起潮力和潮峰相对于地面的速率的乘积的假定下 ,建立了地月系统的一种非线性动力学演化理论 .其中潮汐耗损对地月系统演化的影响被归结为惟一的地球演化参数 ,并可由地球自转角加速度的长期观测值加以确定 ,由此便可得到地月距离、日长、回归年天数和朔望月天数等的长期演化规律 .理论显示一般的行星 卫星系统总共存在 4种迥然不同的演化方式 ,而地月系统遵循其中的“平静 暴胀 稳定演化”的模式演化 :约在 3 1× 1 0 9a以前 ,月亮几乎始终处在离地心 1 5 483× 1 0 7m的Roche极限内 ,地月之间的强大起潮力使得地壳演化长期处于构造活动期 ,也使月海火山和玄武岩频仍喷发 ;约在 3 1× 1 0 9a至 3 0× 1 0 9a前 ,地月距离突然暴胀了 1 0多倍 ,导致太古代地壳构造活动和月海玄武岩喷发迅速终止 ;然后地月系统处于稳定演化期 ,直至今日和未来 .由月海玄武岩喷发终止年代确定的目前地球自转角加速度为 ·ω0 =(-4 63 5 ± 0 0 76)× 1 0 - 2 2 rad/s2 ,与长期天文观测值完全一致 .理论给出在 5× 1 0 8a以前 ,地球回归年有 40 5d ,朔望月有 3 1d ,也与古生物学数据相符 .理论还证明了“Gerstenkorn事件”不可能发生 ,并为小行?