地球形成自46亿年前，在月球形成前，地球的旋转轴是急剧倾斜的，旋转的速度也更为快些，一天的时间总共也就仅仅4小时左右。大约在16亿年前地球每昼夜只有9个小时，比现在自转快的多，每年约有800多天；到了6亿年前，每昼夜延长到了20个小时，年缩短到440天，地球正在逐渐放慢自转速度，原因主要是月球引起的潮汐产生的磨擦力作用。
人们已经发现的地球自转速度有以下3种变化：①长期减慢。这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1～2毫秒，使以地球自转周期为基准所计量的时间，2000年来累计慢了2个多小时。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。科学家发现在37000年以前的泥盆纪中期地球上大约一年400天左右。②周期性变化。20世纪50年代从天文测时的分析发现，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快，此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20～25毫秒，主要是由风的季节性变化引起的。③不规则变化。地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。其原因尚待进一步分析研究。
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