现在地球一天时间大约是24小时（准确时间为23小时56分4秒），这就是地球的自转一圈的时间。但是在遥远的过去，地球自转速度比现在快多了，一天的时长也比现在少很多。
约46亿年前地球形成初期，由于吸积过程中的角动量守恒和频繁的碰撞（包括形成月球的“大碰撞”事件），地球的自转速度非常快。一天可能仅有约5至6小时。
当月球形成后（约45亿年前），那个时候月球到地球的最近距离只有2.25万公里，远远小于现在的38万公里，这也预示着地球与月球之间的潮汐力作用比现在更大。潮汐摩擦将地球的自转动能转移给月球，导致地球自转逐渐变慢，而月球轨道逐渐远离地球。这一过程使地球的一天每世纪延长约1.78毫秒。
下面的表格是地球诞生后不同地质时期一天长度的表格总结，基于现有科学研究和模型推测。
| 时间（距今） | 一天长度（小时） | 主要证据/影响因素 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 约45亿年前 | 5-6小时 | 地球初始自转（吸积碰撞、角动量守恒） | 地球形成初期，自转极快 |
| 约45亿年前（月球形成后） | 约5-6小时 → 逐渐延长 | 潮汐摩擦开始作用（地球-月球引力） | 月球形成引发潮汐作用，自转减速开始 |
| 约25亿年前 | 约15小时 | 地质沉积层周期性记录（如带状铁矿石） | 早期海洋潮汐作用显著 |
| 约14亿年前 | 约18小时 | 天文模型与古气候数据结合推测 | 潮汐作用持续减缓自转 |
| 约4亿年前（泥盆纪） | 约21.5-22小时 | 古珊瑚化石生长纹（年轮与日周期对应） | 珊瑚年轮显示每年约400天 |
| 约6500万年前（白垩纪） | 约23.5小时 | 软体动物壳化石的日生长纹分析 | 与当前接近，但每年天数更多 |
| 现代 | 24小时 | 原子钟与天文观测校准 | 潮汐作用仍在使地球日每世纪延长约1.78毫秒 |
通过化石记录（如古珊瑚生长纹）和天文模型推断，地球的自转周期在数亿年前已显著延长。例如：14亿年前的一天时长约18小时；4亿年前的泥盆纪一天约22小时；一直到现在地球一天时长已经接近24小时。
而且随着月球持续远离地球，未来的一天可能延长至约25小时（但是这需要数十亿年时间，甚至超过太阳寿命）。
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