Поиск

Изменения в движении Земли и следствия этого
15.06.2015

Солнце, Луна, другие космические тела оказывают влияние на движение Земли — вызывают его возмущения. В результате притяжения Земли Солнцем возникает прецессия Земли. Земля вследствие полярногo сжатия имеет некоторый избыток масс в экваториальном поясе. Плоскость экватора, как известно, не совпадает с плоскостью земной орбиты, т. е. с плоскостью, в которой находится Солнце. Солнце притягивает близлежащую к нему часть экваториального утолщения Земли сильнее, чем противолежащую, и поэтому стремится повернуть плоскость земного экватора в плоскость эклиптики. Ho Земля, как тело вращающееся, противостоит этому воздействию, и в результате ось ее вращения очень медленно описывает в пространстве около перпендикуляра к плоскости орбиты конус с вершиной в центре Земли. Наклон земной оси к эклиптике при этом не изменяется. Полный оборот ось вращения делает за 26000 лет. Это возмущение в движении Земли называется прецессией.

Изменения в движении Земли и следствия этого

Вследствие прецессии полюс мира перемещается среди звезд. Через 11 500 лет он окажется уже не около Полярной звезды, а у звезды Веги (в созвездии Лиры). Поскольку перемещается полюс мира, поворачивается в пространстве и плоскость мирового экватора. Точки пересечения этой плоскости с плоскостью земной орбиты (точки весеннего и осеннего равноденствия) смещаются. Точка весеннего равноденствия перемещается навстречу видимому годичному движению Солнца на 50" в год, и равноденствие наступает раньше, чем Солнце пройдет все 360° по эклиптике. Промежуток времени между двумя прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия называется тропическим годом в отличие от звездного (седерического) года, равного времени полного оборота Земли вокруг Солнца. Тропический год на 20 мин. 24 сек. короче звездного, он лежит в основе календаря. С каждым оборотом Солнца весеннее равноденствие наступает все раньше и раньше (это так называемое предварение равноденствия), и в результате промежуток времени между наступлением времени года и прохождением Земли через перигелий и афелий увеличивается. В настоящее время Земля проходит перигелий зимой, через 6 500 лет она будет проходить его весной. Через 13 000 лет (половина периода прецессии) зима в южном полушарии станет короче, чем в северном, так как она совпадет с прохождением Земли по ближайшему к Солнцу отрезку орбиты.
Так как силы притяжения не остаются постоянными вследствие изменений в расположении притягивающих масс и расстояния между ними, явления прецессии осложняются колебаниями с более короткими (максимум 18 лет) периодами — нутациями.
В результате совокупных действий на Землю других планет непрерывно изменяются элементы земной орбиты. Так, эксцентриситет ее совершает ритмические колебания с периодом в 92 000 лет. Колеблется в пространстве и плоскость земной орбиты, вследствие чего наклон оси вращения Земли к ее орбите испытывает изменение периодом 40 000 лет. Все эти возмущения прежде всего отражаются на колебательных изменениях климата Земли, а следовательно, и на развитии географической оболочки в целом.
Приливы. Притяжение Земли другими телами Солнечной системы вызывает во всем теле планеты упругие деформации. Наибольшее приливообразующее значение имеет притяжение Луны. Силы притяжения Луны, действующие на каждую земную частицу, направлены к центру Луны. Величина их зависит от положения частиц: с наибольшей силой притягиваются частицы, ближайшие к Луне (см. на рис. 17 точку Z), с наименьшей — самые удаленные от нее (см. точку N).
Кроме сил притяжения, в системе Земля — Луна действуют центробежные силы, стремящиеся отдалить эти тела друг от друга. Они возникают при вращении системы около общего центра тяжести масс, расположенного в соответствии с соотношением масс 81,5:1, внутри Земли на расстоянии 0,73 земного радиуса от ее центра.
Изменения в движении Земли и следствия этого

Во всех точках Земли центробежные силы равны, параллельны друг другу и направлены от Луны. Совокупность центробежных сил, действующих на частицы Земли, образует суммарную центробежную силу. Эта сила в центре Земли уравновешивает силу притяжения Луны, и поэтому Земля не падает на Луну. Во всех остальных точках Земли равновесия двух указанных сил не возникает. Равнодействующая их и представляет собой приливообразующую силу.
На рисунке 17 видно, что приливообразующие силы в точках Z и N (там, где Луна в зените и в надире) направлены от центра Земли, а в точках D и C — к центру Земли. Ho так как в обоих случаях эти силы имеют вертикальное направление, смещения частиц в стороны под действием их не происходит. Приливообразующие силы смещают частицы от точек D и C b сторону точек Z и N, создавая два приливных выступа (в Z и N) и две отливные впадины (в D и С). Смещение частиц продолжается до тех пор, пока приливообразующую силу не уравновесит сила тяжести, стремящаяся вернуть частицы в исходное положение.
В результате суточного вращения Земли приливные выступы перемещаются вслед за видимым движением Луны (т. е. в сторону, противоположную вращению Земли). Приливная волна обходит Землю, и в каждом месте прилив и отлив периодически сменяют друг друга. За шесть часов Земля совершает четверть оборота, и в том месте, где сейчас прилив, через шесть часов должен быть отлив, еще через шесть — новый прилив и т. д. Ho так как Луна обращается вокруг общего с Землей центра тяжести масс, перемещаясь в ту же сторону, в которую вращается Земля, лунные сутки оказываются длиннее солнечных на 50 мин. и промежуток времени между приливом и сменяющим его отливом соответственно увеличивается до б час. 12 мин. 30 сек.
Одновременно с лунными приливами существуют солнечные приливы с полным периодом 24 часа. Солнце имеет массу, в 30 млн. раз большую массы Луны, но оно в 390 раз дальше от Земли, чем Луна. Поэтому приливообразующая сила Солнца в 2,17 раза меньше приливообразующей силы Луны.
Лунные и солнечные приливообразующие силы могут складываться и могут вычитаться в зависимости от взаимоположения Солнца, Земли и Луны. Наибольшие приливы возникают в полнолуние и новолуние (II, IV), наименьшие — в первую и последнюю четверти (I, III; см. рис. 18). Два раза в течение лунного месяца приливы достигают наибольшей и наименьшей высоты.
Изменения в движении Земли и следствия этого

Периодические изменения во взаимном расположении тел вызывают ряд неравенств приливообразующих сил. Например, суточные неравенства, связанные с тем, что Луна не находится все время в плоскости земного экватора, параллактические — с тем, что расстояния Солнца и Луны от Земли при их вращении по эллиптическим орбитам не остаются постоянным.
Приливы возникают во всей толще Земли от ее поверхности до центра. Поверхностные слои Земли опускаются, поднимаются, наклоняются. На экваторе размах колебаний поверхности достигает 55 см, на полюсах — близок к нулю. В Москве поверхность поднимается и опускается на 40 см. Твердый прилив запаздывает по отношению к моменту кульминации Луны на 6—8 мин.
Изучение твердых приливов очень важно для суждения о внутреннем строении Земли. Наблюдения над ними показывают, что Земля в целом имеет модуль твердости, соответствующий твердости стали, а по отношению к тяготению и центробежным силам ведет себя как жидкое тело. Это объясняется аморфным состоянием вещества в глубине Земли.
Приливы в атмосфере обнаруживаются в периодических изменениях атмосферного давления. Их влияние на изменение циркуляции атмосферы еще не выяснено. Сильнее всего приливы проявляются в гидросфере.
Приливные выступы лунных приливов теоретически должны образовываться на линии, проходящей через центры Земли и Луны. Ho вследствие того, что Земля вращается вокруг оси быстрее, чем Луна обращается в туже сторону вокруг Земли, а трение мешает приливным выступам быстро следовать за Луной последние смещаются вперед по отношению к линии, направленной на Луну. Луна «отстает» от приливных выступов.
Притягивая точку P (рис. 19), Луна задерживает вращение Земли, притягивая точку P1, наоборот, его ускоряет. Ho так как точка P притягивается Луной сильнее, чем P1 (как расположенная к Луне ближе), замедляющее действие Луны на вращение Земли оказывается сильнее ускоряющего. Угловая скорость вращения Земли уменьшается. Это результат приливов во всем теле Земли, а не только в гидросфере. Вследствие замедления суточного вращения Земли сутки удлиняются на 0,001 сек. за 100 лет.
Притягивая приливные выступы, Луна сама притягивается ими.. Притяжение ближайшим к ней выступом P заставляет Луну продвигаться вперед, притяжение же выступом P1 задерживает ее. Так как притяжение Луны выступом P сильнее притяжения выступом P1, Луна в общем продвигается вперед. По законам механики сила, стремящаяся продвинуть Луну вперед, вызывает ее медленное удаление от Земли по спирали, при этом земное притяжение замедляет движение Луны. Считают, что процесс может продолжаться до тех пор, пока лунный месяц не сравняется с земными сутками, которые будут к этому времени в 55 раз длиннее современных. Земля окажется обращенной к Луне всегда одной стороной, и приливные выступы не будут перемещаться.
Изменения в движении Земли и следствия этого

Наряду с вековым замедлением вращательного движения Земли» вызываемым приливным трением, существуют и другие изменения угловой скорости вращения. Так, сокращение радиуса Земли в результате процесса ее сжимания должно привести к вековому ускорению. К числу периодических изменений скорости осевого вращения Земли относится замедление ее движения к августу и ускорение к марту, что связано с сезонными перемещениями атмосферы.
Незначительные, казалось бы, изменения скорости вращения Земли, вызывающие уменьшение и увеличение ее сжатия, накапливаясь за длительное время, оказывают воздействие на всю планету, стремящуюся сохранить при данной скорости фигуру равновесия. По мнению некоторых ученых (Б.Л. Личкова, М.В. Стоваса, Г.И. Каттерфельда), это выражается в периодически повторяющихся переформированиях («перестройках») планеты, в перемещениях, охватывающих массы всех оболочек Земли. Частью этого переформирования являются горообразовательные процессы, отчетливо проявляющиеся в земной коре. Находят объяснение приуроченность горных хребтов к определенным параллелям и меридианам (называемым «критическими» или активными), закономерности в распределении материков и в их конфигурации. В результате замедления скорости осевого вращения полярное сжатие уменьшается, земной эллипсоид становится менее сплюснутым. Очевидно, при этом происходит опускание и сокращение площадей в экваториальной области и, наоборот, поднятие и расширение площадей в полярных областях. При увеличении полярного сжатия, наоборот, полярные области сжимаются, экваториальные растягиваются.
М.В. Стовас доказывает, что наиболее деформируемыми областями при такой «перестройке» Земли должны быть экватор, критические параллели (±35° и ±62°) и полюсы. При этом максимальное напряжение характерно для параллелей ±62° и экватора. Минимальными изменениями площадей отличаются параллели ±35° и полюсы. Здесь происходит смена знака движения (поднятие — растяжение и опускание — сжимание) и земная кора разрывается, дробится, возникают подвижные пояса сверхглубинных и глубинных разломов.
Б.Л. Личков считает, что критические параллели сохраняют свое значение для гидросферы и для атмосферы. По его мнению, «единая широтная зональность охватывает три наружные оболочки Земли: атмосферу, литосферу и гидросферу». Главная предпосылка этой зональности — осевое вращение Земли, имеющее переменный характер.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *