地球の自転は実は24時間じゃない！？｜地球の自転の不思議

2024年2月6日2024年2月14日

地球の自転速度、実は一定ではないって知っていましたか？
実は、地球の自転は少しずつ遅くなっていて、その結果、1日が長くなっているんです。

この現象は、地球と月、そして太陽の複雑な関係によって引き起こされています。
今回は、この地球の自転に関する興味深い事実を、皆さんと一緒に探っていきたいと思います。
地球の自転に隠された秘密を解き明かす旅に、ぜひお付き合いください！

地球の1日は24時間！でも自転は…

地球がどれくらいの速さで自転しているかというと、19世紀には1日がちょうど24時間とされていました。

しかし、1990年頃には、自転が24時間より約2ミリ秒（1ミリ秒は1秒の1000分の1）遅くなっていることが確認されました。 100年で2ミリ秒の変化ってことは、5万年で1秒、300万年で1分、1億8千万年後にはなんと1時間も長くなる計算になります。

自転のスピードが変わる？原因は月だった!?

この変化のペースがずっと一定かというと、そうではありません。

実は、地球の自転速度は様々な要因で変わります。
主な原因は「潮汐摩擦」でこれは潮の満ち引きによる海水と海底の摩擦のことです。

潮汐摩擦は地球内部の核の動きや、水の分布の変化も影響しています。だから、長期的に見ると自転速度は遅くなっていますが、短期的には変動します。

潮汐摩擦（ちょうせきまさつ）とは

「潮汐摩擦（ちょうせきまさつ）」とは何かというと、これは月と太陽の重力が地球上の海水に引力を及ぼし、潮の満ち引きを起こす現象ですここで面白いのは、この潮の動きが地球の自転に影響を与えるという点です。

地球は自転しているため、海水は地球の表面を均等に覆うことができません。
月と太陽の引力によって生じる潮の力が、海水を特定の地域に集めます。
このとき、海水の重さによって地球の自転がわずかに遅くなるんです。

これが「潮汐摩擦」の基本的なメカニズムです。

さらに、この潮汐摩擦が長期的に地球の自転速度を遅くしているという事実です。
つまり、地球の1日が、非常にゆっくりとですが、長くなっているんですね。これは何億年もの長い時間をかけて起こる変化なので、私たちの日常生活でその変化を感じることはありませんが、地球と月の関係においては非常に重要な現象なんです。

潮汐摩擦は月の軌道にも影響を与えています。
地球の自転速度が遅くなると、月は地球から少しずつ遠ざかっていくんです。

自転は遅くもなっている？

2003年の観測データを見ると、地球の自転は24時間よりも約1ミリ秒長くかかって1回転していることが分かりました。これは、地球の自転が過去に比べて少し遅くなっていることを示しています。

1990年のデータと比較してみると、この変化がより明確になります。1990年頃には、地球は24時間よりも約2ミリ秒長くかかって1回転していたとされています。
つまり、1990年から2003年の間に、地球の自転速度は実際に少し遅くなっているんです。

このような変化は、地球の自転速度が一定ではなく、多くの要因によって影響を受けていることを示しています。地球内部の核の動き、大気や海水の分布の変化、さらには地球の地殻の動きなど、様々な要因が地球の自転速度に微妙な影響を及ぼしているのです。

ここで重要なのは、これらの変化が非常に微小であるということです。1ミリ秒や2ミリ秒の変化は、私たちの日常生活においてはほとんど感じられないレベルです。

1〜2ミリ秒ぐらいの誤差はあるけど、1日の長さはさほど変わらない！

昔は4〜6時間と短かった！？

約14億年前、地球の一日は現在の24時間ではなく、約18時間だったという驚くべき研究結果が、米国科学アカデミーの「Proceedings of the National Academy of Sciences」で発表されました。
この研究によると、地球と月の距離が年間3.82センチずつ広がり、地球の自転速度が遅くなっているため、一日の長さが変化したとされています。14億年前、地球から月までの距離は約34万900キロメートルで、地球の自転スピードが速かったため、一日は18.68時間でした。

14億年前は、地球の1日は18時間だった！

うるう年でリセット！

このように、1日の長さが正確に24時間ではないため、時々「うるう秒」という調整が必要になります。
これは、時間のずれを修正するためのものです。

まず、地球が太陽の周りを1周するのにかかる時間、これを公転周期と呼び「1年」としています。でも、この時間、実はきっちり365日ではありません。面倒なことに正確には約365.24日なんです。

この「約0.24日」が毎年毎年積み重なっていくと、カレンダー上の日付と季節のズレが大きくなってしまいます。

そこで登場するのが「うるう年」です。

4年に1回、この余分な約0.24日をまとめて1日として、カレンダーに加えます。これがうるう年の2月29日というわけですね。この1日を加えることで、カレンダーと季節のズレを修正しているんです。

ただ、実はこれだけではまだ完璧ではありません。なぜなら、0.24日というのは正確には0.2425日なんです…。だから、400年に97回のうるう年を設けるというルールになっています。具体的には、100で割り切れる年はうるう年にしないけれど、 400で割り切れる年はうるう年にする、というルールです。これで、さらに正確に季節とカレンダーのズレを調整しています。