1968年12月22日，阿波羅8號宇航員拍攝的地球圖像，成為第一次繞月飛行的人類。
一項新的研究重新構建了我們星球與月球的關係的深層歷史，這表明，在14億年前，地球上的一天只持續了18個小時。這至少在一定程度上是因為月球離地球更近，改變了地球繞軸旋轉的方式。對於那些曾經希望在一天中有更多時間的人來說，地球科學家們有一些好消息：地球上的日子越來越長了。“隨著月球,地球就像一個旋轉的花樣滑冰運動員減慢伸展雙臂,“斯蒂芬·邁耶斯解釋說,威斯康星-麥迪遜大學的地球科學教授、該研究的作者之一本週(2018年6月4日)發表在《美國國家科學院學報》上。
它描述了一種工具，一種統計方法，將天文理論與地質觀察（稱為天文年代學）聯繫起來，以回顧地球的地質歷史，重建太陽系的歷史，並瞭解岩石記錄中捕捉到的古代氣候變化。邁耶斯說：“我們的目標之一是利用天文年表來告訴我們在最遙遠的過去，發展非常古老的地質年代尺度。”“我們希望能夠研究數十億年的岩石，其方式與我們研究現代地質過程的方式相當。”地球在太空中的運動受到其他天體的影響，這些天體對它施加了力，就像其他行星和月球一樣。這有助於確定地球自轉的變化，並在其軸上搖擺，在軌道上繞著太陽轉。這些變化統稱為Milankovitch循環，它們決定了陽光在地球上的分佈，這也意味著它們決定了地球的氣候節奏。像邁耶斯這樣的科學家已經在岩石記錄中觀察到了這種氣候節奏，跨越了數億年的時間。
但是，在數十億年的時間裡，再往前追溯，已經被證明是具有挑戰性的，因為典型的地質方法，比如放射性同位素的年代測定，並不能提供識別週期所需的精確度。由於缺乏對月球歷史的瞭解，以及所謂的“太陽系混沌”，這也變得更加複雜。1989年，巴黎天文學家雅克拉斯卡爾提出了這個理論，太陽系有許多活動的部分，包括環繞太陽運行的其他行星，這些移動部件的初始變異可以在數百萬年後傳播到巨大的變化中;這是太陽系的混沌，試圖解釋它就像試圖反向追蹤蝴蝶效應。
去年，邁耶斯和他的同事們破解了混沌的太陽系的密碼，研究了一個9000萬年前的岩石形成的沉積物，這些沉積物捕獲了地球的氣候循環。儘管如此，他和其他人試圖去的岩石記錄中，他們的結論越不可靠，例如，月球目前正以每年3.82釐米的速度遠離地球。因此，邁耶斯尋求一種方法來更好地解釋我們的行星鄰居們在數十億年前所做的事情，以便了解他們對地球及其Milankovitch米蘭科維奇假說（本世紀初南斯拉夫學者米蘭柯維奇提出了第四紀冰期戍因的天文假說。他認為夏半年的日照量的減少是冰期形成的主要因素。這是由於在北半球高緯度地區夏天如果比較冷，就可使冬天積雪不融化，使一年中冰雪總量增加，這就進一步促使地球冰雪面積擴張，進而增加地球對日光的反照率。因此，夏半年日照的小量變化都可能對冰蓋消長有明顯作用。）循環的影響，這是他在2016年休假期間在哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球天文臺的一次演講中提到的問題。
那天的觀眾是哥倫比亞大學的拉蒙特研究教授阿爾貝托馬弗諾。我坐在那裡，對自己說，“我想我知道該怎麼做！”讓我們一起，另一位研究報告的合著者馬弗諾說。“這很令人興奮，因為在某種程度上，你一直夢想著這一切;我是一個尋找問題的解決方案。”兩個聯手結合開發的一種統計方法,邁耶斯在2015年處理不確定性是跨越時間——稱為TimeOpt的天文理論,地質數據和複雜的貝葉斯反演的統計方法,允許研究人員更好地處理不確定性的研究系統。然後，他們在兩個地層岩石層上測試了這種方法，他們稱之為TimeOptMCMC：來自中國北方的14億年前的興安嶺形成的標本，以及來自南大西洋的沃爾維斯山脊的5500萬年前的記錄。通過這種方法，他們可以可靠地從地質記錄中對地球自轉軸的方向和其軌道形狀的地質記錄進行可靠的評估，同時也能解決不確定性。拉蒙特-多爾蒂的一個研究小組使用了亞利桑那州的岩層來確認地球軌道波動的顯著規律，在40000年的週期中，從近乎圓形到更橢圓。新西蘭的另一個研究小組與邁耶斯合作，研究了地球軌道和自轉的變化如何影響了被稱為“葡萄”的海洋生物的進化和滅絕週期，這一週期為4.5億年。“地質記錄是早期太陽系的天文觀測臺，”邁耶斯說，“我們正在觀察它的脈動節奏，保存在岩石和生命的歷史中。”
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