我们来谈谈地球是如何自转的?自转速度有没有变化过?证据呢?
一、地球怎么自转的?
从北极星标的目的往下看,地球是逆时针自转的,那个自转标的目的与地球公转标的目的大致不异(有约23.5°的夹角),而地球公转与太阳的自转、其它七大行星及绝大大都矮行星、太阳系小天体的公转标的目的也几乎不异,那些天体根本上都是在一个近似盘面内朝统一个标的目的运转。比力另类的是长周期彗星,它们的公转标的目的与太阳系支流的标的目的纷歧定不异。
地球自转角动量中的绝大部门与整个太阳系的角动量来源不异,据信是来源于当初构成太阳系的星云的原始角动量,它招致了各人都朝统一个标的目的转。
但是地球自转标的目的与公转标的目的(也就是太阳系盘面扭转标的目的)的夹角,则提醒地球自转角动量还有别的的来源,那个在后面漫谈到。
地球自转周期(恒星日)目前为23小时56分2.1秒,且每年耽误16微秒。因为地球同时还在公转,所以以太阳为参照系的周期(太阳日,即我们凡是所说的一天)为24小时整(86400秒)。
地球自转轴像陀螺一样,还略有摆动,其根源在于其它天体引力对地球的影响。大的摆动称为岁差,小的则有章动和极移。相关概念可自行搜刮,我就不详细介绍了。
二、地球自转速度变革过吗?
是的,地球自转速度(还包罗标的目的)在地球构成初期可能发作过一次猛烈改动;而那之后的几十亿年中,地球自转速度不断在迟缓地降低。
那两个现象都与月球有关。
A
根据现有的支流理论,地球在构成初期可能是没有卫星的,但不久之后,地球遭遇了一场大碰碰。
一颗估量与火星差不多大的天体(忒伊亚Theia)与地球相碰,此次碰碰不只猛烈地改动了地球自转的速度,也招致了地球自转标的目的与公转标的目的的夹角。
碰碰招致一些地球外表物量和忒伊亚外表的物量被抛入环绕地球的轨道,构成一个类似于土星光环的岩屑盘,最初岩屑盘上的物量聚集成为月球;而忒伊亚的大部门物量则与地球融为一体。
至于忒伊亚从哪里来的?一般认为它就产生于太阳系早期原行星盘中与地球附近轨道的物量,是行星从星子通过不竭碰碰吸积长大为星球过程中的一步,也是地球构成过程中最初一次大的碰碰。
证据:
1、地球倾斜的自转标的目的。太阳系中还有金星(倒着自转)、天王星(躺着自转)有着不一般的自转特征,相信都是因强烈的碰碰形成。
2、月球不太可能像原行星盘中构成行星那样,起源于地球构成过程中产生的“原卫星盘”(木星土星的许多卫星是根据此种体例构成的),因为月球跟地球比起来其实是太太太大了,地球如许大小的行星的“原卫星盘”中不成能有那么多物量来构成如斯庞大的卫星。
3、招致月球起源于地球构成时的“原卫星盘”说法不成立的另一个重要原因是月球的构成成分和地球相去甚远:月球看起来几乎全数由构成地球地幔的物量构成,而只要异乎寻常小的铁量内核,相反,地球与其它类地行星比起来铁量内核显得不一般的偏大,如许招致地球成为太阳系内密度更高的行星,而月球却有着不合理的低密度。那一现象用大碰碰说却能够很好解释:相碰后两个星球外层的低密度物量被抛出构成岩屑盘,而高密度的铁量内核交融在一路构成新的地球内核。
4、对月球岩石及来自火星、小行星带的陨石的研究表白,月岩的氧同位素比例与地球上的完全不异。氧同位素比例是标示太阳系每个天体奇特性的手刺,除地球与月球外,每个天体的那一比例都各不不异。那表白月球与地球肯定有统一起源,也否认了月球是被地球俘获的天体的假说。
5、对月岩及地球岩石锌同位素比例的研究也撑持大碰碰说:月球上锌含量比地球少良多,而所含的锌中,重同位素比例比地球明显高,那与锌在超高温下的分馏有关,在大碰碰形成的超高温中,月球上尤其是靠近外表的大部门锌挥发掉了,留下的次要是锌的重同位素,而地球比月球大得多,且几十亿年来地球的地量运动从未停行,岩浆对流会将深部的锌带上来,使得地球外表的锌含量更高且轻同位素比例更高。
6、有证据表白月球外表曾经遍及熔融过。相信碰碰的时候地球外表也会被完全融化(温度大约10000℃),但因为地球不断持续地壳运动所以那些证据未能保留下来。
7、对系外行星的不雅测表白,因碰碰构成的岩屑盘,在构成初期的行星系统中是很常见的现象。
当然,大碰碰说仍然只是一个比力支流的假说,并非已经完全确认的定论。
别的,反向且迟缓自转的金星,很可能也是那种大碰碰的成果。但金星为何没有卫星,那个目前还没有一个确定的解释。支流的说法是因为金星自转太慢,招致当初构成的卫星绕金星运行的速度超越金星自转速度,那会招致潮汐减速,使卫星不竭向金星靠近,最初坠毁。
B、
地球-月球系统刚构成时,地球的自转周期大要是5小时,之后地球的自转速度就不竭地在降低,那是由月地之间的潮汐感化招致的。
月球是一颗很大的卫星,它对地球的引力很强,使得地球上的海面在朝向月球的一面会升高数米(飞腾与低潮之间的潮差,更高时可达近12米),固体外表固然无法升高那么多,但也能够察看到明显的固体潮。
因为地球自转速度比月球公转速度快,所以地球上的飞腾位置(指向月球的位置)老是在地球外表自东向西挪动,其效果相当于月球引力拖着地球上一部门物量在地球外表做与地球自转标的目的相反的运动,那就是潮汐摩擦,那将消耗地球自转的动能和动量,招致自转速度降低,而丧失的自动弹能和动量绝大部门转移到月球上,对月球形成潮汐牵引,使月球公转加速,动能增加,进而招致月球逐步远离地球;同时地球丧失的自动弹能还有少部门酿成了热能,使得地球外表和内部温度升高(地球内部高温的次要原因仍是放射性物量的衰变放热,潮汐加热长短常次要的因素,但在木星和土星的几个卫星上,却是它们的火山活动的次要能量来源);最初,地球丧失的自动弹能还有一部门被人类用来发电。没错,潮汐能的末极来源恰是地球自转减速过程中丧失的动能。
在恐龙时代,地球自转比如今更快,一天的时间比如今更短,而那时的月球,也比如今看起来更大。
在将来,一天的时间会越来越长,而月亮则会离我们越来越远。据推算,若是忽略太阳将在50亿年后酿成红巨星并有可能吞噬地球那个因素,假定太阳系能够不断存鄙人去的话,那么估计在700亿年后地球将被月亮潮汐锁定,到时候地球自转周期和月亮公转周期不异,月亮将永久在地球某个标的目的的上空看起来不动,而地球另一面的人们将没有时机看见月亮。
至于月亮,则早已在不知几亿年前就被地球潮汐锁定了(详细时间目前尚未研究清晰),所以月亮始末只以统一面朝向我们。太阳系内大大都卫星目前也已经被其母行星锁定了。
证据:
1、操纵切确的计时东西能够间接测得地球自转速度的变革,目前测得的成果是地球上一天的长度,每年耽误16微秒。那也是地球自转减速的最间接证据。
2、月地激光测距的成果:月球以38.14毫米/年的速度远离地球,而招致其轨道升高的能量来源只能解释为地球自动弹能的削减。
3、潮汐现象招致海面每天按时涨落,那会在海岸线上构成每天周期性的堆积,那些堆积物有些会被保留下来构成岩石。按照对堆积岩的研究表白,地量汗青上一天的时间是比如今短的,6.2亿年前,一天的长度是21.9±0.4小时,一年有13.1±0.1朔望,一年有400±太阳日。详细如何从岩石的层理推算出一天的长短,那个我不太清晰,但有一个研究堆积岩的专家
@云舞空城 也许晓得。4、某些古生物化石也供给了相关证据,例如鹦鹉螺。详细细节可自行搜刮。