大氣潮汐是生物印記之一，生物活動也可能影響行星旋轉？

關於潮汐，映入你腦海的第一想法是什麽？早晨發生的海洋潮稱為潮，晚上發生的海洋潮稱為汐，這便是潮汐一詞的由來。我們地球上的潮汐，主要是因為受到太陽和月亮的引潮力作用而產生的周期性行為，通常在沿海地區會更為常見。那麽，作為生物印記之一的“大氣潮汐”你知曉多少？行星的旋轉也會因為一些作用力，而被防止其隨著時間變得逐漸緩慢。因為，當恆星加熱和引力潮汐加熱之時，便會引起行星大氣層的震蕩。

大氣潮汐和引力潮汐有何不同

行星的旋轉總是會受到外界的干擾，但潮汐便是通過扭曲該行星的質量，從而改變它原本的旋轉軌跡。引力潮汐當屬我們相對較熟悉的一種自然現象，即使身處在地球這片土地上，我們都無時無刻不感受到太陽和月球的引力。自地球旋轉開始後，那些引力潮汐開始產生凸起，太陽和月亮就會在此時拖拽這些凸起，從而達到減緩旋轉的目的。

大氣潮汐和引力潮汐有諸多不同，兩者相比，大氣潮汐雖然也會導致容易受到引力作用的凸起產生，但正是這些凸起對地球大氣的形狀進行了巧妙的改變，並且還將其從球體延伸到了並不那麽對稱的橢圓物體。就好比是一個“搖桿”，通過拉動它的力量幫助加速或減慢行星的旋轉速度。當太陽的光加熱白天的地球表面和空氣時，大氣潮便會產生，有時候也被稱為太陽潮汐，加熱大氣層的質量位置也發生了轉移，從地球上的最熱點轉移到了較冷點。

共振頻率決定熱潮汐力產生的具體效果

雖然在一般情況下，這些熱潮汐所產生的效果都相對較小。但只要在共振中這樣的特定情況下，它所能產生的效果便能明顯增加。那些自然的振動頻率，就像描述了風中橋梁的起伏運動、又或是秋千上被推得越來越高的物體。大氣重新分布被放大的前置條件，那就是行星的旋轉速率和大氣震蕩的固有頻率完全匹配。科學家用使用了一個很形象的比喻來解釋共鳴是何意：氣氛就像是纏繞在地球上的小提琴一般，當你以適當的速度在琴弦上畫弓，此時就能得到最正確的音符，以及最響亮動聽的聲音，這就跟拉小提琴的原理一樣。

以此同時，科學家還認為當它的日子長達21小時之後，地球便會因此發生共振。此時的大氣層會因為這個長度而產生一個高峰，那些來自月亮和太陽的最強烈的潮汐拉力，它都可以清楚地感受到，因此才產生了最大扭矩和巨大的“搖桿”。恆星在這樣的共振條件下，也會對行星的大氣層產生很大的影響，行星的旋轉變化也由此產生。所謂“共振俘獲”現象，便是大氣搖桿受到了相反力的施壓，行星往常的引力潮汐又達到平衡，從而鎖定了行星的旋轉速度。

生物活動也可能影響行星的旋轉

共振陷阱的影響到底有多大，這是很難去測量的，只是其中會有一些規律可循，比如旋轉速度越快的行星，往往具有更冷的極點和更熱的赤道。沙爾夫的研究曾表明，地球很可能在21億小時的日子裡被困“數億年”，這便可能是當時的前寒武紀時代（五億年前）。即使是經歷了深度冷凍也可因為共振而迅速變得溫暖，數百萬年的行星旋轉日長度的增加恢復也放慢了速度。在三四十億年前，地球如果是每天12小時，那麽它會因為時間的推移而延長到24小時，在未來的某個時刻，地球日的時長同樣可能超越24小時。

行星旋轉的引力波很可能因為大多數的行星經歷而受到影響，科學家表示其他岩石行星最終都難逃經歷共振陷阱，這是很長一段時間裡日長度會保持不變的原因。因為氣候、大氣條件等複雜因素的影響，沒有人能確切的說明對某個特定行星的影響，但這也正是我們需要嘗試解開這些因素提供進一步改進的原因。

在相關工作中，科學家提出了一個有意思的觀點：生物活動也可能對行星的旋轉有影響。比如：臭氧類的分子可以使得大氣變暖，臭氧在該行星積累，預示可在行星的歷史中更快地促進共振捕獲。當然，這樣的可能性需取決於事件的順序。比如：當地球正在共振之中，臭氧的增加便可能破壞它；但當地球已經盡力了共振，它則可能將要再次進入此狀態。

氧化或臭氧產生的旋轉變化是否有利於生命

如果生物活動對共振狀態的鎖定是有助益的，那麽處在這個世界的生命的存在，便會以自己的方式產生一個反饋回路。氧化、或臭氧所產生的旋轉對生命是否有利？這是一個積極的反饋過程，對傳播生命的方式及行星環境有多大影響？想要將其余我們的大氣氧合數據進行對比，這需要從過去40億年中獲得更多有關地球自轉變化數據，然後從中尋找可能暗示氧合作用對共振捕獲影響相關的內容。雖然這是一件驚人的事，但也是有可能去做到的事，這是一個值得進一步研究的想法。

行星旋轉的速率是否可以為行星的潛在可居住性提供間接支持，這是未來探測的另一個想法。隨著行星科學的進步，在未來做到對行星旋轉速度的監測也是可能實現的。對於岩石行星的旋轉速度測量，科學家們已經能夠弄清楚。對於天體物理學家而言，旋轉速率計算是搜尋支持生命行星的工具之一。在以後的探索中，需要將行星的輪換速度和潛在可居住性與生物學的角色分離開來，同時，還需要將旋轉速率的探測結果添加到地外檢查表之中。