作者：文/虞子期
关于潮汐，映入你脑海的第一想法是什么？早晨发生的海洋潮称为潮，晚上发生的海洋潮称为汐，这便是潮汐一词的由来。我们地球上的潮汐，主要是因为受到太阳和月亮的引潮力作用而产生的周期性行为，通常在沿海地区会更为常见。那么，作为生物印记之一的“大气潮汐”你知晓多少？行星的旋转也会因为一些作用力，而被防止其随着时间变得逐渐缓慢。因为，当恒星加热和引力潮汐加热之时，便会引起行星大气层的震荡。
行星的旋转总是会受到外界的干扰，但潮汐便是通过扭曲该行星的质量，从而改变它原本的旋转轨迹。引力潮汐当属我们相对较熟悉的一种自然现象，即使身处在地球这片土地上，我们都无时无刻不感受到太阳和月球的引力。自地球旋转开始后，那些引力潮汐开始产生凸起，太阳和月亮就会在此时拖拽这些凸起，从而达到减缓旋转的目的。
大气潮汐和引力潮汐有诸多不同，两者相比，大气潮汐虽然也会导致容易受到引力作用的凸起产生，但正是这些凸起对地球大气的形状进行了巧妙的改变，并且还将其从球体延伸到了并不那么对称的椭圆物体。就好比是一个“手柄”，通过拉动它的力量帮助加速或减慢行星的旋转速度。当太阳的光加热白天的地球表面和空气时，大气潮便会产生，有时候也被称为太阳潮汐，加热大气层的质量位置也发生了转移，从地球上的最热点转移到了较冷点。
虽然在一般情况下，这些热潮汐所产生的效果都相对较小。但只要在共振中这样的特定情况下，它所能产生的效果便能明显增加。那些自然的振动频率，就像描述了风中桥梁的起伏运动、又或是秋千上被推得越来越高的物体。大气重新分布被放大的前置条件，那就是行星的旋转速率和大气震荡的固有频率完全匹配。科学家用使用了一个很形象的比喻来解释共鸣是何意：气氛就像是缠绕在地球上的小提琴一般，当你以适当的速度在琴弦上画弓，此时就能得到最正确的音符，以及最响亮动听的声音，这就跟拉小提琴的原理一样。
以此同时，科学家还认为当它的日子长达21小时之后，地球便会因此发生共振。此时的大气层会因为这个长度而产生一个高峰，那些来自月亮和太阳的最强烈的潮汐拉力，它都可以清楚地感受到，因此才产生了最大扭矩和巨大的“手柄”。恒星在这样的共振条件下，也会对行星的大气层产生很大的影响，行星的旋转变化也由此产生。所谓“共振俘获”现象，便是大气手柄受到了相反力的施压，行星往常的引力潮汐又达到平衡，从而锁定了行星的旋转速度。
共振陷阱的影响到底有多大，这是很难去测量的，只是其中会有一些规律可循，比如旋转速度越快的行星，往往具有更冷的极点和更热的赤道。沙尔夫的研究曾表明，地球很可能在21亿小时的日子里被困“数亿年”，这便可能是当时的前寒武纪时代（五亿年前）。即使是经历了深度冷冻也可因为共振而迅速变得温暖，数百万年的行星旋转日长度的增加恢复也放慢了速度。在三四十亿年前，地球如果是每天12小时，那么它会因为时间的推移而延长到24小时，在未来的某个时刻，地球日的时长同样可能超越24小时。
行星旋转的引力波很可能因为大多数的行星经历而受到影响，科学家表示其他岩石行星最终都难逃经历共振陷阱，这是很长一段时间里日长度会保持不变的原因。因为气候、大气条件等复杂因素的影响，没有人能确切的说明对某个特定行星的影响，但这也正是我们需要尝试解开这些因素提供进一步改进的原因。
在相关工作中，科学家提出了一个有意思的观点：生物活动也可能对行星的旋转有影响。比如：臭氧类的分子可以使得大气变暖，臭氧在该行星积累，预示可在行星的历史中更快地促进共振捕获。当然，这样的可能性需取决于事件的顺序。比如：当地球正在共振之中，臭氧的增加便可能破坏它；但当地球已经尽力了共振，它则可能将要再次进入此状态。
如果生物活动对共振状态的锁定是有助益的，那么处在这个世界的生命的存在，便会以自己的方式产生一个反馈回路。氧化、或臭氧所产生的旋转对生命是否有利？这是一个积极的反馈过程，对传播生命的方式及行星环境有多大影响？想要将其余我们的大气氧合数据进行对比，这需要从过去40亿年中获得更多有关地球自转变化数据，然后从中寻找可能暗示氧合作用对共振捕获影响相关的内容。虽然这是一件惊人的事，但也是有可能去做到的事，这是一个值得进一步研究的想法。
行星旋转的速率是否可以为行星的潜在可居住性提供间接支持，这是未来探测的另一个想法。随着行星科学的进步，在未来做到对行星旋转速度的监测也是可能实现的。对于岩石行星的旋转速度测量，科学家们已经能够弄清楚。对于天体物理学家而言，旋转速率计算是搜寻支持生命行星的工具之一。在以后的探索中，需要将行星的轮换速度和潜在可居住性与生物学的角色分离开来，同时，还需要将旋转速率的探测结果添加到地外检查表之中。
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