Вокруг какой оси вращается земля: Вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца Форма и размеры Земли
Вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца Форма и размеры Земли
Земля шарообразна, однако, это не идеальный шар. Из-за вращения планета немного сплюснута у полюсов, такую фигуру принято называть сфероидом или геоидом — «подобным земле».
Земля огромна, ее размер трудно представить. Основные параметры нашей планеты следующие:
- Диаметр — 12570 км
- Длина экватора — 40076 км
- Длина любого меридиана — 40008 км
- Общая площадь поверхности Земли — 510 млн. км2
- Радиусу полюсов — 6357 км
- Радиусу экватора — 6378 км
Земля одновременно вращается вокруг солнца и вокруг собственной оси.
Какие виды движения Земли вам известны?
Годовое и суточное вращение Земли
Вращение Земли вокруг своей оси
Земля вращается вокруг наклонной оси с запада на восток. Половина земного шара освещается солнцем, там в это время день, вторая половина находится в тени, там ночь. Благодаря вращению Земли происходит смена дня и ночи.
Из-за вращения происходит отклонение движущихся потоков (рек, ветров) в северном полушарии — вправо, а в южном — влево.
Вращение Земли вокруг Солнца
Вокруг солнца Земля вращается по круговой орбите, полный оборот совершается за 1 год. Земная ось не вертикальна, она наклонена под углом 66,5° к орбите, угол этот остается постоянным во время всего вращения. Главным следствием этого вращения является смена времен года.
Рассмотрим крайние точки вращения Земли вокруг Солнца.
- 22 декабря — день зимнего солнцестояния. Ближе всего к солнцу (солнце находится в зените) в этот момент находится южный тропик — поэтому в южном полушарии лето, в северном – зима. Ночи в южном полушарии короткие, на южном полярном круге 22 декабря день длится 24 часа, ночь не наступает. В северном полушарии все, наоборот, на северном полярном круге ночь длится 24 часа.
- 22 июня — день летнего солнцестояния.
Ближе всего к солнцу находится северный тропик, в северном полушарии лето, в южном – зима. На южном полярном круге ночь длится 24 часа, а на северном ночь не наступает вовсе. - 21 марта, 23 сентября — дни весеннего и осеннего равноденствий Ближе всего к солнцу находится экватор, день равен ночи в обоих полушариях.
Ближе всего к солнцу находится северный тропик, в северном полушарии лето, в южном – зима. На южном полярном круге ночь длится 24 часа, а на северном ночь не наступает вовсе.|
Земля вращается вокруг оси с запада на восток, т. е. против часовой стрелки, если смотреть на Землю с Полярной звезды (с Северного полюса). При этом угловая скорость вращения, т. е. угол, на который поворачивается любая точка на поверхности Земли, одинаков и составляет 15° за час. Линейная скорость зависит от широты: на экваторе она наибольшая – 464 м/с, а географические полюса неподвижны. Главным физическим доказательством вращения Земли вокруг оси служит опыт с качающимся маятником Фуко. После того как французский физик Ж. Фуко в 1851 г. в парижском Пантеоне осуществил свой знаменитый опыт, вращение Земли вокруг оси стало непреложной истиной.
Физическим доказательством осевого вращения Земли являются также измерения дуги 1° меридиана, которая у экватора составляет 110,6 км, а у полюсов – 111,7 км. Эти измерения доказывают сжатие Земли у полюсов, а оно свойственно лишь вращающимся телам. И наконец, третье доказательство – отклонение падающих тел от отвесной линии на всех широтах, кроме полюсов. Причина этого отклонения обусловлена сохранением ими по инерции большей линейной скорости точки А (на высоте) по сравнению с точкой В (у земной поверхности). Падая, предметы отклоняются на Земле к востоку потому, что она вращается с запада на восток. Величина отклонения максимальна на экваторе. На полюсах тела падают вертикально, не отклоняясь от направления земной оси. Географическое значение осевого вращения Земли исключительно велико. Прежде всего оно влияет на фигуру Земли. Сжатие Земли у полюсов – результат ее осевого вращения. Раньше, когда Земля вращалась с большей угловой скоростью, полярное сжатие было значительнее. Важным следствием осевого вращения Земли является отклонение тел движущихся в горизонтальной плоскости (ветров, рек, морских течений и др.), от их первоначального направления: в северном полушарии – вправо, в южном – влево (это одна из сил инерции, названная ускорением Кориолиса в честь французского ученого, который первым объяснил это явление). По закону инерции каждое движущееся тело стремится сохранить неизменными направление и скорость своего движения в мировом пространстве. Отклонение – результат того, что тело участвует одновременно как в поступательном, так и во вращательном движениях. На экваторе, где меридианы параллельны друг другу, направление их в мировом пространстве при вращении не меняется и отклонение равно нулю. К полюсам отклонение нарастает и становится у полюсов наибольшим, поскольку там каждый меридиан за сутки изменяет свое направление в пространстве на 360°. С вращением Земли связана естественная единица измерения времени – сутки и происходит смена дня и ночи. Сутки бывают звездные и солнечные. Звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями звезды через меридиан точки наблюдения. 
Еще статьи о внеземном космосе Еще статьи о Земле как планете
|
Удлинение суток и, как следствие, уменьшение экваториального радиуса и увеличение полярного сопровождается тектоническими деформациями земной коры (разломы, складки) и перестройкой макрорельефа Земли.
Вращение Земли вокруг оси и ее движение вокруг Солнца
Цель: расширить ранее полученные знания учащихся о движении Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца.
Задачи:
- Обучающие:
– Систематизировать ранее полученные знания.
– Узнать, какие изменения происходят при вращении Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. - Развивающие:
– Развивать умения работать с дополнительной литературой.
– Развивать умения обобщать, делать выводы; умения аргументировать свою точку зрения - Воспитывающие:
– Воспитывать любовь к планете, на которой живем.
Оборудование: учебник, тетрадь, компьютеры, теллурий.
Мотивация (работа над высказыванием).
Один мудрец однажды сказал: “ Не для школы, а для жизни мы учимся!”
– Как вы понимаете эту мудрость.
– О чем мы вели разговор на прошлом уроке? (О Вселенной и о Солнечной системе.)
1. Проверка домашнего задания, разгадываем кроссворд. (Работа с компьютерами, презентация.)
Во время разгадывания кроссворда дети рассказывают о планетах.
2. Дополнительный материал по планетам. (Сообщения детей.)
Сатурн – большая планета, состоит из газа.
Его диаметр в 9 раз больше
диаметра Земли. Полосы, которые можно наблюдать на поверхности Сатурна, это
длинные слои облаков. Окружающее его кольцо очень тонкое. На самом деле это
сотня маленьких колец, прилегающих друг к другу. Они состоят из частиц льда и
камня. У него 18 спутников.
Уран похож на Сатурн и Юпитер. Правда, он намного меньше. Из всех планет Уран имеет наиболее наклоненную ось вращения. У Урана 15 спутников. Но 10 из них настолько малы, что пришлось отправлять к планете космический аппарат, чтобы их увидеть.
Нептун – самая маленькая из планет – гигантов. Его диаметр в 4 раза больше диаметра Земли. У Нептуна есть спутники, самый большой из них – Тритон. Его поверхность покрыта льдом. На этой планете есть темное пятно величиной с Землю. Это циклон.
Плутон – наиболее удаленная от Солнца планета. Она покрыта льдом. Там
очень холодно (– 210 градусов). Спутник Плутона – Харон отбрасывает тень на
ледяную поверхность планеты.
Венера всегда окутана облаками, удерживающими тепло. На ее поверхности очень высокая температура, более 450 градусов. Тяжелая атмосфера Венеры состоит из ядовитых газов. На планете нет ни растений, ни животных. Только горы и вулканы.
Поверхность Марса покрыта кратерами всевозможных размеров. Красный цвет планеты объясняется тем, что в ее почве содержится много окислившегося железа. У Марса есть 2 маленьких спутника – Фобос и Деймос. Это каменные глыбы неправильной формы. Летающие лаборатории изучили грунт планеты. Обнаружили следы воды и углекислого газа.
Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. В нем уместилось бы
1330 планет, равных по размеру Земле. Это сгусток газа, у которого нет грунта.
Вокруг Юпитера вращается 12 спутников. Они состоят из каменистой породы и льда.
На Юпитере красуется огромное красное пятно, вызывающее интерес астрономов на
протяжении 400 лет.
В наши дни известно, что это постоянно бушующий циклон.
3. Работа со словарем. (Выясняем значение слова “ астроном”)
– Какое слово у нас получилось в кроссворде. (Астроном)
– Кто такой астроном?
II. Знакомство с темой урока, постановка учебных задач.
– Прочитайте тему сегодняшнего урока.
– Какие задачи мы поставим перед собой на уроке?
(Вспомнить, почему происходит смена времен года, дня и ночи и т.д.)
1. “ Мозговой штурм”.
– Вспомните, что вы знаете о вращении Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. (Записываю ответы детей на доске.)
2. Теперьвсе наши знания мы должны привести в систему и дополнить тем, что еще не знаем.
– Что такое земная ось? Она действительно существует?
– Что происходит при вращении земли вокруг своей оси? (Смена дня и ночи.)
– За сколько часов Земля совершает полный оборот вокруг своей оси? (24ч.)
(Демонстрация на теллурии.
)
Вращается земля вокруг своей оси с запада на восток. (Против часовой стрелки.) Полный оборот она совершает за 24 часа (за сутки). Из-за этого вращения происходит смена дня и ночи. Солнце может одновременно освещать только одно полушарие, другое находится в тени. В освещенном полушарии – день, а в затемненном – ночь. По мере вращения земли ее освещенная сторона уходит в тень, а темная наоборот освещается.
– Что такое глобус? (Модель Земли.)
– Ось глобуса имеет наклон потому, что наклонена воображаемая ось планеты Земля.
– Куда же она направлена? (Северный конец воображаемой оси направлен всегда в
одну сторону космоса: на Полярную звезду в созвездии Малой Медведицы.)
3. За какой промежуток времени Земля делает оборот вокруг Солнца? (За год, 365 дней, 6 часов, 9 минут, за 4 года из часов и минут набегают лишние сутки – високосный год.)
– Что же происходит в это время на Земле?
– Из-за наклона оси Земля, двигаясь вокруг Солнца, поворачивается к нему то
одним, то другим полюсом.
Когда к Солнцу обращена околополярная область
Северного полушария(в котором мы живем), то оно больше освещается и нагревается
Солнцем, чем Южное. В это время в Северном полушарии – лето, а в Южном – зима. И
наоборот…Таким образом, из-за вращения Земли вокруг Солнца, а также из-за
наклона земной оси в БОЛЬШИНСТВЕ районов земного шара происходит смена времен
года.
– Почему я сказала “ в большинстве районов”? Разве у нас на Земле есть места,
где не происходит смена времен года? (На экваторе.)
– Чем это можно объяснить? (Солнце неравномерно нагревает разные участки
Земли. Посмотрите рисунок на стр. 57.На нем видно, как солнечные лучи падают на
Землю вблизи полюсов. Они как бы скользят по поверхности и слабо нагревают
Землю, “ рассеиваясь” по большой поверхности. А на экваторе лучи падают на Землю
почти отвесно. Мы знаем, что нагревание земной поверхности зависит от высоты
Солнца над горизонтом. В области экватора Солнце стоит высоко над горизонтом в
течение всего года, поэтому земная поверхность получает большое количество
солнечного тепла .
здесь царит вечное лето и нет резкой смены сезонов года.)
III. Закрепление.
1. Тест (на компьютерах)
- Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за
а) 12часов
б) 24 часа - В каком направлении происходит вращение земли вокруг своей оси
а) с востока на запад
б) с запада на восток
в) с севера на юг - Движение Земли вокруг Солнца приводит к смене
а) времен года
б) дня и ночи - В каком районе Земли не происходит смены времен года?
а) на северном полюсе
б) на экваторе
в) на южном полюсе - Сколько дней в високосном году?
а) 365
б) 366
в) 367
Оценить работу учащихся. (Результаты теста и работа на уроке.)
Резерв: задание в тетради с. 13, зад 20, 21, 22. (Записаны на доске.)
IV. Итог урока. Рефлексия
– Что нового вы узнали на уроке?
– Оцените сегодняшний урок.
Перед вами звезды. Чем больше у них лучиков, тем
больше баллов вы даете за урок. Раскрасьте нужную звезду.
Почему Земля вращается вокруг Солнца и крутится вокруг своей осы?
Человеку потребовалось множество тысячелетий на понимание того, что Земля не является центром Вселенной и пребывает в постоянном движении.
Фраза Галилео Галлилея «И все-таки она вертится!» навсегда вошла в историю и стала своеобразным символом той эпохи, когда ученые из разных стран пытались опровергнуть теорию о геоцентрической системе мира.
Хотя вращение Земли было доказано около пяти столетий назад, точные причины, побуждающие ее двигаться, неизвестны до сих пор.
Почему Земля крутится вокруг оси?
В Средневековье люди считали, что Земля неподвижна, а Солнце и другие планеты вертятся вокруг нее. Только в XVI веке астрономам удалось доказать обратное. Несмотря на то что многие связывают это открытие с Галлилеем, на самом деле оно принадлежит другому ученому – Николаю Копернику.
Именно он в 1543 году написал трактат «Об обращении небесных сфер», где выдвинул теорию о движении Земли вокруг Солнца. Долгое время эта идея не получала поддержки ни со стороны его коллег, ни со стороны церкви, но в итоге оказала огромное влияние на научную революцию в Европе и стала основополагающей в дальнейшем развитии астрономии.
После того как теория о вращении Земли была доказана, ученые принялись искать причины этого явления. На протяжении последних столетий было выдвинуто множество гипотез, но даже сегодня точно ответить на этот вопрос не может ни один астроном.
В настоящее время существует три основные версии, которые имеют право на жизнь – теории об инертном вращении, магнитных полях и воздействии на планету солнечного излучения.
Теория об инертном вращении
Некоторые ученые склонны полагать, что когда-то (еще во времена своего появления и формирования) Земля раскрутилась, а сейчас вращается по инерции. Образовавшись из космической пыли, она стала притягивать к себе другие тела, которые придавали ей дополнительный импульс.
Это предположение относится и к другим планетам Солнечной системы.
У теории есть немало противников, поскольку она не может объяснить, почему в разное время скорость движения Земли то увеличивается, то уменьшается. Непонятен также тот факт, по какой причине некоторые планеты Солнечной системы вращаются в другую сторону, как например Венера.
Теория о магнитных полях
Если попытаться соединить между собой два магнита с одинаково заряженным полюсом, они начнут отталкиваться друг от друга. Теория о магнитных полях предполагает, что полюса Земли тоже заряжены одинаково и как бы отталкиваются друг от друга, что заставляет планету вращаться.
Что интересно, недавно ученые сделали открытие, согласно которому магнитное поле Земли толкает ее внутренне ядро с запада на восток и заставляет его вращаться быстрее, чем остальная планета.
Гипотеза о воздействии Солнца
Наиболее вероятной принято считать теорию об излучении Солнца. Хорошо известно, что оно прогревает поверхностные оболочки Земли (воздух, моря, океаны), но при этом нагрев происходит неравномерно, в результате чего образуются морские и воздушные течения.
Именно они при взаимодействии с твердой оболочкой планеты заставляют ее вращаться. Своего рода турбинами, определяющими быстроту и направление движения, выступают континенты. Если они недостаточно монолитны, начинается их дрейф, что оказывает влияние на рост или снижение скорости.
Почему Земля движется вокруг Солнца?
Причиной обращения Земли вокруг Солнца называют инерцию. Согласно теории об образовании нашей звезды, около 4,57 млрд. лет назад в космосе возникло огромное количество пыли, которое постепенно превратилось в диск, а затем – в Солнце.
Внешние частички этой пыли стали соединяться между собой, образуя планеты. Уже тогда они по инерции начали вращаться вокруг звезды и продолжают двигаться по той же траектории и сегодня.
Необъяснимая аномалия: Земля неожиданно ускорилась
Ученые установили необъяснимую аномалию вращения нашей планеты. Оказалось, Земля ускоряется. Хотя до недавнего времени было принято считать, что она постепенно замедляет скорость оборота вокруг своей оси.
В год пандемии Земля, словно услышав мольбы людей, чтобы всё скорее закончилось, увеличила скорость вращения. В результате 19 июля стало самым коротким днем за всю историю наблюдений, да и в целом год завершился с небольшим отклонением от графика.
Есть общепринятый стандарт: Земля совершает один оборот за 86400 секунд, то есть за те самые 24 часа. Но никогда наша планета не укладывается в эти рамки четко на 100%. На какие-то доли секунды обязательно идут отклонения. Не стоит путать эти показатели с високосными годами: там речь идет об аномалиях во вращении Земли вокруг Солнца, здесь же речь идет о вращении вокруг своей оси.
«Если взять большие промежутки времени – сотни тысяч и миллионы лет – Земля постепенно замедляет свое вращение. Очень медленно. Примерно на полторы тысячных доли секунды за каждые сто лет удлиняются наши сутки. Около полумиллиарда лет назад, когда динозавры только-только пошли по Земле, в году было 400 суток. Не 365, как сегодня, а 400, то есть Земля быстрее вращалась.
И длительность суток была не 24 часа современных, а примерно 22 часа», – говорит старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ Владимир Сурдин.Точную продолжительность суток научились измерять в середине ХХ века, когда появились атомные часы и было установлено всемирное координированное время. То самое UTC, которое мы видим на часах разных городов в своих смартфонах. Это время почти никогда не совпадает с астрономическими измерениями. Но их сопоставление позволяет составить максимально близкую к истине картину.
До прошлого года Земля вращалась вокруг себя все медленнее и медленнее, сутки становились длиннее. С 1972 года к ним довольно часто приходилось добавлять дополнительную секунду, чтобы привести стандарт в соответствие с реальной ситуацией. С тех пор это делали 27 раз. А в 2021 году, если верить данным измерений, впору будет убавлять из суток секунду, чего не делали еще никогда. Причины резкого ускорения планеты пока неясны, но их может быть много.
«Например, сезонные ветры и сезонные морские течение, сезонные потоки жидкости в морях и океанах. Они иногда меняют свое направление. Вот знаменитое явление Эль-Ниньо на юге Тихого океана. Очень мощные ветры и связанные с ними морские течения то в одну сторону, то в другую отклоняются. И в связи с этим земной шар качается то туда, то сюда», – продолжает Сурдин.
На вращение Земли может влиять еще одно явление, характерное именно для XXI века, – таяние ледников. Своим весом они давят на земную кору и заставляют мягкие и вязкие массы под ней растекаться в разные стороны. Когда ледники исчезают, то давление на земную кору ослабевает, она постепенно начинает распрямляться. Вязкие массы устремляются вверх к тем районам, откуда раньше их выдавливали ледники. А ледники расположены возле полюсов, а значит, возле оси вращения планеты. По законам физики, если возле оси масса становится больше, то и тело крутится быстрее.
Прогнозировать ускорение и замедление планеты довольно трудно.
Еще далеко не всё известно о процессах в атмосфере и океане и почти ничего о том, что происходит в недрах Земли. Поэтому пока приходится корректировать земное время постфактум.
Ученые зафиксировали замедление вращения Земли — Российская газета
После ускорения в течение 2020 года вращение Земли немного замедлилось во второй половине 2021, согласно данным Международной службы вращения Земли и систем отсчета (IERS).
В среднем каждый земной день, 24 часа, содержит 86400 секунд. По крайней мере, теоретически. Однако на практике суточное вращение Земли незначительно колеблется: в течение года оно меняется в зависимости от движения ядра и атмосферы, приливов и отливов океанов, таяния льдов и пр. Даже такие кратковременные события, как землетрясения или определенные погодные условия, могут влиять на вращение Земли.
Поэтому скорость вращения планеты вокруг своей оси постоянно контролируется с помощью радиотелескопов и лазерных измерительных приборов.
Существует официальный международный стандарт измерения времени — универсальное координированное время (UTC). Ученые определяют UTC с помощью метода, основанного на атомных часах: время измеряется по движению электронов в атомах, которые были охлаждены до абсолютного нуля. Понятно, что атомные часы чрезвычайно точны и неизменны.
В 2020 году эти измерения зафиксировали необычно сильное ускорение вращения Земли. В прошлом году наша планета вращалась быстрее, чем ориентировочное значение 86400 секунд. Причем, ускорившись, Земля 28 раз побила предыдущий рекорд по самому короткому дню в 2005 году. По словам экспертов IERS, самый короткий день в 2020 году был 19 июля — планета завершила свое вращение на 1,4602 миллисекунды быстрее, чем среднее значение в 86400 секунд. До сих пор неясно, почему Земля перешла на турбо-режим.
Ученые IERS ожидали, что эта тенденция сохранится и в 2021 году. Однако проанализировав новые данные за текущий год, эксперты дают иной прогноз.
Согласно последним измерениям, продолжительность дня в первой половине 2021 года была фактически даже короче, чем в то же время в 2020 году: в среднем один оборот Земли занимал на 0,5 миллисекунды меньше стандартного значения в 86400 секунд.
Однако с лета 2021 года ускорение замедлилось, и вращение Земли стабилизировалось примерно на уровне прошлого года. С июля, как показали измерения, продолжительность дня даже была в среднем на 0,05 миллисекунды больше, чем в 2020 году.
Тем не менее, Земля все еще вращается быстрее, чем в среднем по наблюдениям, а это значит, что астрономическое время, основанное на вращении Земли, отклоняется от UTC. Хронометристы из IERS постоянно корректируют универсальное координированное время с учетом реального вращения Земли. Так добавляются дополнительные секунды, как это было в последний раз 31 декабря 2016 года: накануне Нового года часы перевели с 23:59:59 на 00:00:00.
С 2016 года дополнительных секунд не было. Как объявила IERS, в планах на 2021 год их тоже нет. Однако ситуация зависит от того, как будет меняться вращение Земли. Ведь за последние 200 лет наша планета неоднократно замедляла или ускоряла свое вращение в течение нескольких лет или даже десятилетий. В долгосрочной перспективе продолжительность дня постепенно увеличивается, несмотря на текущую турбо-фазу.
Это может быть связано, кроме всего прочего, с замедлением вращения планеты по причине так называемого «приливного торможения», вызываемого действием гравитации со стороны Луны и Солнца. Это гравитационное воздействие, замедляющее вращение, привело к тому, что дни в наше время стали примерно на 30 минут дольше, чем во времена динозавров.
Движение Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси
Движение Земли: FreepickДвижение Земли вокруг Солнца непрерывно. Благодаря этому постоянному вращению наблюдаем, как меняются на нашей планете времена года. Облетая вокруг небесного светила, Земля еще успевает совершать движение вокруг оси — так сменяются день и ночь. Почему не ощущаем этого движения и как все это происходит? Попробуем отыскать ответы.
Движение Земли вокруг Солнца
Ученые древности сформулировали идею геоцентричности мира. Считалось, что наша планета — недвижимый центр, а все небесные тела совершают вращение вокруг нее.
Первым мысль о том, что Земля вращается вокруг Солнца, высказал великий астроном Аристарх Самосский в III веке до н. э. Он предложил революционную на тот момент гелиоцентрическую систему мира.
Идею поддержали вавилонянин Селевк (II век до н. э.), Гераклид Понтийский, Сенека. Но все же эти ученые оставались в меньшинстве. Так, Аристотель и Птолемей активно доказывали обратное, а в их работах можно прочесть много аргументов в пользу того, что никакого движения Земли не происходит.
Вопросом продолжили заниматься средневековые авторы. Вновь гипотеза о вращении Земли была сформулирована великим индийским астрономом и математиком Ариабхатой (конец V — начало VI вв.).
Поворотным моментом в этой дискуссии стала публикация фундаментального труда «О вращениях небесных сфер», который написал и издал в 1543 году польский и немецкий астроном Николай Коперник. Ему удалось обосновать гипотезу вращения Земли и добиться того, чтобы гелиоцентрическая система мира была рассмотрена и принята человечеством.
Понадобилось еще много экспериментов для подтверждения выводов ученого. Много было скептиков и противников этой идеи.
Только когда Галилей вывел принцип относительности движения, споры начали утихать. Он установил, что равномерное движение Земли не сказывается на процессах, которые на ней протекают. Ученый объяснил, почему мы, жители планеты, ничего не ощущаем во время ее постоянного движения.
Земля в Космосе: FreepickДля современного человека то, что Земля вращается вокруг Солнца, не сенсация. Исследователи установили такие подробности этого процесса:
- Это движение происходит по особенной орбите (траектории движения), длина которой составляет примерно 930 млн км.
- Скорость движения Земли по орбите равна около 30 км/c, то есть 107 218 км/ч.
- Вращение нашей планеты происходит в направлении востока.
- Земля во время этого вращения сохраняет расстояние от светила в 150 млн км.
- Для одного полного оборота Земле необходимо 365 суток и 6 часов. Промежуток времени, в течение которого происходит это вращение, называем годом.
- За каждые четыре года набираются еще одни сутки. Поэтому через три года на календаре появляется февраль, в котором 29 дней.
Промежуток времени, в течение которого происходит это вращение, называем годом.Когда наша планета совершает это вращение, то ее угол наклона остается неизменным. По этой причине на определенном отрезке траектории Земля больше поворачивается к светилу нижней частью, в Южном полушарии наступает летний сезон.
В это же время на Северный полюс солнечные лучи попадают в гораздо меньшей степени — там наступает период зимних холодов. Есть и периоды, когда Солнце более-менее равномерно бросает лучи на оба полушария. Происходит это весной и осенью.
Итак, разобрались, с какой скоростью движется Земля вокруг Солнца, и в том, что такое орбита Земли. Но на этом особенности движения Земли не заканчиваются.
Движение Земли вокруг своей оси
Если между Северным и Южным полюсами нашей планеты провести воображаемую линию, то получится так называемая земная ось.
Вокруг нее постоянно происходит вращение, о котором известно:
- Земная ось — это не перпендикулярная линия. Она расположена под углом 23,5° по отношению к орбите планеты.
- Вращение вокруг оси осуществляется, как и по орбите, в восточном направлении. Если рассматривать нашу планету сверху в сторону Северного полюса, то вращение оценивается как такое, которое происходит против стрелки часов.
- По мере этого вращения день сменяется ночью.
- Скорость вращения Земли рядом с экватором (разделительная линия, равноудаленная от обоих полюсов, которая проходит по всей окружности планеты) составляет 465 м/с (1 674 км/ч). По мере удаления от экватора скорость такого движения уменьшается.
Последний факт мало известен, но вызывает интерес. Наглядно его можно продемонстрировать так:
- Рядом с экватором расположен город Кито. Люди, которые в нем живут, незаметно для себя постоянно двигаются вместе с планетой на скорости 465 м/с.
- Жители Москвы, которые живут севернее линии экватора, вращаются практически в два раза медленнее. Их скорость примерно равна 260 м/с.
Их скорость примерно равна 260 м/с.Этого вращательного движения люди не ощущают, так как оно осуществляется постоянно и равномерно. При этом еще и меняется. Ученые установили, что каждый год происходит замедление вращения в среднем на четыре миллисекунды.
Объясняют это явление притяжением Луны, которое оказывает воздействие на протекание приливов и отливов на планете. Когда они происходят, Луна старается притянуть к себе воду и двигает ее в направлении, которое противоположно ходу Земли.
Это своеобразное противодействие провоцирует возникновение незначительной силы трения на дне водоемов. По законам физики данный процесс приводит к небольшому замедлению скорости движения Земли.
Крайние точки в процессе вращения нашей планеты — это такие даты:
- Зимнее солнцестояние (21 декабря). В области Южного полярного круга в этот день ночь не наступает. Северный полярный круг, наоборот, оказывается на сутки под покровом ночи.
- Летнее солнцестояние (21 июня). На этот раз все происходит с точностью наоборот: Южный полярный круг на сутки пленяет ночь, а на Северном день продолжается все 24 часа.
- В дни весенних (20 марта) и осенних равноденствий (22 или 23 сентября в зависимости от года) ближе всего к Солнцу располагается экватор, а день с ночью равны по продолжительности в обоих полушариях.
Почему же Земля не улетает в космические просторы и не падает на Солнце, если она постоянно находится в движении? Действительно, во время ее вращения происходит выработка центробежной силы, которая направлена на то, чтобы отбросить планету от Солнца.
Но это не происходит, потому что движение Земли всегда имеет одинаковую скорость, а безопасное расстояние до светила соотносится с центробежной силой.
Если бы Солнце не притягивало Землю, она бы отправилась «путешествовать» по Галактике. Наша планета упала бы на свою звезду, если бы скорость вращения на орбите была медленнее. Благодаря идеальному природному балансу всех этих сил и скоростей ни того, ни другого не происходит.
Движение Земли вокруг Солнца подчиняется целому ряду законов, которые человечество разгадывало в течение веков. Люди долго пытались найти иные объяснения смене дня и ночи и времен года. Но теперь точно установлено, что наша планета вращается, а мы движемся вместе с ней.
Оригинал статьи: https://www.nur.kz/family/school/1907566-dvizhenie-zemli-vokrug-solntsa-i-vokrug-svoey-osi/
оси | Национальное географическое общество
Ось — это невидимая линия, вокруг которой вращается или вращается объект. Объект может быть крошечной частицей, меньше одного атома. Или это может быть звезда с массой в тысячу солнц.
В любом случае ось объекта проходит через его центр масс или барицентр. Центр масс объекта — это точка, в которой внешняя сила, действующая на объект, действует так, как если бы объект находился именно в этой точке — где объект кажется «уравновешенным».
» Центр масс Земли на самом деле меняется. Океанские приливы смещают центр масс, хотя и недостаточно, чтобы радикально сместить ось планеты.
Каждая планета в нашей Солнечной системе вращается вокруг своей оси. Итак, у каждой планеты есть Северный и Южный полюса, точки, в которых ось встречается с поверхностью планеты.
Время, за которое планета или другой небесный объект совершает один оборот вокруг своей оси, называется периодом ее вращения. Период вращения Земли составляет около 24 часов или один день.
Осевой наклон
Оси некоторых планет, таких как Меркурий, Венера и Юпитер, почти полностью перпендикулярны или прямые вверх-вниз.
Земная ось не перпендикулярна. Он имеет осевой наклон или наклон. Наклон оси — это угол между осью вращения планеты и осью ее орбиты. Орбитальная ось планеты перпендикулярна плоскости эклиптики или орбиты, тонкому диску, окружающему Солнце и простирающемуся до края Солнечной системы.
Наклон оси Земли (также известный как наклон эклиптики ) составляет около 23,5 градусов.
Из-за этого осевого наклона солнце светит на разных широтах под разными углами в течение года.Это вызывает сезоны.
Уран имеет самый большой наклон оси в Солнечной системе. Его ось наклонена примерно на 98 градусов, поэтому его северный полюс находится почти на экваторе. Астрономы подозревают, что этот резкий наклон был вызван столкновением с планетой размером с Землю миллиарды лет назад, вскоре после образования Урана.
Осевая прецессия
Земная ось кажется стабильной, но на самом деле она очень медленно качается, как юла. Земной оси требуется около 26 000 лет, чтобы совершить круговое «колебание».» Это колебание называется осевой прецессией.
Ось Земли помогает определить Полярную звезду, а осевая прецессия помогает ее изменить. В настоящее время, например, ось Земли указывает на звезду, называемую Полярной звездой. Полярная звезда, которая получила свое название, потому что почти прямо над Северным полюсом находится нынешняя Полярная звезда.
Полярная звезда не всегда будет Полярной звездой. Земная ось медленно отклоняется от Полярной звезды. Еще через 13 000 лет она будет указывать на новую Полярную звезду, звезду называется Вега.
вращение, ось Земли
ЗЕМЛЯ ИМЕЕТ ДВА основных движения: вращение и вращение. Первый относится к годовому обороту Земли вокруг Солнца, который занимает чуть больше 365 дней в году (отсюда и високосный год с 366 днями каждые четыре года, чтобы «наверстать упущенное»). Вращаясь вокруг Солнца, Земля вращается вокруг своей оси каждые 24 часа, период времени, называемый средними солнечными сутками или солом. Ось вращения — это воображаемая линия, проходящая через географический Северный и Южный полюса.
Важно отметить, что ось Земли наклонена примерно на 23,5 градуса от эклиптики, определяемой как воображаемая плоскость, описываемая вращением Земли вокруг Солнца. Направление вращения Земли можно определить, наблюдая за Землей из точки в космосе над любым полюсом.
Наблюдатель над Северным полюсом заметил бы движение Земли против часовой стрелки на восток.
Наблюдатель увидит подобное движение на восток над Южным полюсом, но с этой точки зрения движение будет по часовой стрелке.Вращение Земли на восток объясняет видимое движение небесных тел (солнца, луны, звезд) на запад в течение 24-часового периода.
Наблюдатель в северном полушарии в ясную ночь может получить свидетельство вращения, заметив видимое движение звезд с востока на запад в окрестностях Полярной звезды, которая хорошо совпадает с осью Земли и остается в стационарном месте. Скорость вращения Земли меняется в зависимости от широтного положения наблюдателя.Максимальная скорость на экваторе, где окружность Земли максимальна. Общее правило для определения скорости Земли на любой широте простое:
.скорость = окружность широты/24
Окружность Земли по экватору составляет приблизительно 40 000 км (25 000 миль). Применение выражения с использованием этих входных данных дает скорость 1150 миль в час (1700 км в час). На широтах 90 градусов северной широты и 90 градусов южной широты (полюса) скорость вращения равна нулю.
Широты между полюсами и экватором будут иметь скорости вращения больше нуля и меньше, чем у экватора. Вращение не следует интерпретировать как вращательное движение. Земля вращается, и хотя это движение похоже на вращение волчка или фигуриста, это не то же самое.
Вращение подразумевает быстрое вращательное движение, не связанное с определенной осью. И волчок, и фигурист вращаются вместе с колеблющейся осью движения. Вращение Земли, с другой стороны, является регулярным и неизменно связано с ее четко определенной, наблюдаемой и измеримой осью.Движения вращения и вращения, общепринятые в настоящее время, не были поняты вплоть до 16 века. На протяжении веков система Птолемея считала, что Земля является центром вселенной, и все небесные тела вращаются вокруг нее.
ТЕОРИЯ КОПЕРНИКАНА
Эта теория господствовала в научном мире со времен ПТОЛЕМЕЯ на протяжении всего Средневековья, пока ее ложность не была доказана в 16-м и 17-м веках. Первым, кто заявил, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, был Николай Коперник, польский астроном, опубликовавший свою теорию в 1543 году, году своей смерти.
Коперник также утверждал, что Земля вращается вокруг своей оси. Дополнительную поддержку Копернику оказал Иоганн Кеплер, немецкий астроном, отвергший концепцию Птолемея о круговом вращении и предложивший идею об эллиптическом движении планет. Наконец, именно Галилей продемонстрировал точность теории Коперника и разработал всеобъемлющее математическое доказательство гелиоцентрической системы.
Вращение Земли создает постоянно меняющуюся суточную (суточную) систему дневного света и темноты, которую воспринимают и на которую реагируют как растения, так и животные.Вращение также вызывает изменения в количестве накопленного и потерянного тепла в течение 24-часового суточного цикла. Еще одним интересным результатом вращения является отклонение воздушных масс в атмосфере в предсказуемых направлениях, явление, известное как сила Кориолиса.
Из-за вращения Земли воздушные массы с высоким давлением в Северном полушарии будут отклоняться по часовой стрелке, тогда как воздух с низким давлением – против часовой стрелки.
Эти отклонения направления обратные в Южном полушарии.
Что такое Вращение Земли?
Что, если бы кто-то сказал вам, что в любой данный момент вы двигаетесь со скоростью, значительно превышающей скорость звука? Вы могли бы подумать, что они сошли с ума, учитывая, что — насколько вы могли судить — вы стояли на твердой земле, а не в кабине сверхзвукового самолета. Тем не менее утверждение верное. В любой момент мы все движемся со скоростью около 1674 километров в час, благодаря вращению Земли
. По определению, вращение Земли — это время, за которое она совершает один оборот вокруг своей оси.Делается это, по-видимому, один раз в сутки – т.е. каждые 24 часа. Однако на самом деле здесь необходимо рассмотреть два разных вида вращения. Во-первых, есть количество времени, которое требуется Земле, чтобы один раз повернуться вокруг своей оси, чтобы вернуться к той же ориентации, что и остальная часть Вселенной. Затем следует вопрос о том, сколько времени потребуется Земле, чтобы повернуться так, чтобы Солнце вернулось в то же место на небе.
Как мы все знаем, Солнцу требуется ровно 24 часа, чтобы вернуться в то же самое место на небе, что казалось бы очевидным.24 часа — это то, что мы считаем полным днем, и время, необходимое для перехода от дня к ночи и обратно. Но на самом деле Земле требуется 23 часа 56 минут и 4,09 секунды, чтобы один раз повернуться вокруг своей оси по сравнению с фоновыми звездами.
Почему разница? Ну, это потому, что Земля вращается вокруг Солнца, совершая один оборот чуть более чем за 365 дней. Если вы разделите 24 часа на 365 дней, вы увидите, что у вас осталось примерно 4 минуты в день.Другими словами, Земля вращается вокруг своей оси, но она также вращается вокруг Солнца, поэтому положение Солнца на небе догоняет его на 4 минуты каждый день.
Ночное небо, показывающее 6 часов вращения, снятое с длинной выдержкой. Авторы и права: Крис Шур Время, за которое Земля совершает один оборот вокруг своей оси, известно как звездных суток , что составляет 23,9344696 часов.
Поскольку этот тип дневного измерения основан на положении Земли относительно звезд, астрономы используют его в качестве системы хронометража, чтобы отслеживать, где звезды будут появляться на ночном небе, в основном, чтобы знать, в каком направлении направлять свои часы. телескопы в.
Количество времени, которое требуется Солнцу, чтобы вернуться в то же самое место на небе, называется солнечными сутками , что составляет 24 часа. Однако это меняется в течение года, и накопленный эффект приводит к сезонным отклонениям до 16 минут от среднего значения. Это вызвано двумя факторами, в том числе эллиптической орбитой Земли вокруг Солнца и наклоном ее оси.
Орбитальный и осевой наклон:
Как заявил Иоганн Кеплер в своей книге Astronomia Nova (1609), Земля и солнечные планеты не вращаются вокруг Солнца по идеальным кругам.Это известно как первый закон Кеплера, который гласит, что «орбита планеты вокруг Солнца представляет собой эллипс с центром масс Солнца в одном фокусе».
В перигелии (т.е. ближайшем) он находится на расстоянии 147 095 000 км (91 401 000 миль) от Солнца; тогда как в афелии это 152 100 000 км (94 500 000 миль).
Это изменение расстояния означает, что орбитальная скорость Земли увеличивается, когда она находится ближе всего к Солнцу. Хотя его средняя скорость составляет около 29,8 км/с (18,5 м/с) или 107 000 км/ч (66 487 миль/ч), на самом деле в течение года она колеблется на полный километр в секунду — от 30.29 км / с и 29,29 км / с (109 044–105 444 км / ч; 67 756,8–65 519,864 миль / ч).
Осевой наклон (или наклон) Земли и его отношение к оси вращения и плоскости орбиты, если смотреть со стороны Солнца во время равноденствия на север. Предоставлено: NASA При такой скорости Солнцу требуется эквивалент 24 часов, т. е. один солнечный день, чтобы совершить полный оборот вокруг оси Земли и вернуться к меридиану (точка на земном шаре, проходящая с севера на юг). через столбы). Если смотреть с точки обзора над северными полюсами Солнца и Земли, Земля вращается вокруг Солнца против часовой стрелки.
Это вращение Земли вокруг Солнца или прецессия Солнца в точках равноденствия является причиной того, что год длится примерно 365,2 дня. Также по этой причине каждые четыре года требуется дополнительный день (29 февраля в течение каждого високосного года). Кроме того, вращение Земли вокруг Солнца подвержено небольшому эксцентриситету (0,0167 °), что означает, что она периодически приближается или удаляется от Солнца в определенное время года.
Ось Земли также наклонена примерно на 23°.439° к эклиптике. Это означает, что когда Солнце пересекает экватор в оба равноденствия, его дневное смещение относительно фоновых звезд происходит под углом к экватору. В июне и декабре, когда Солнце наиболее удалено от небесного экватора, данное смещение вдоль эклиптики соответствует большому смещению на экваторе.
Таким образом, видимые солнечные дни короче в марте и сентябре, чем в июне или декабре. В северных умеренных широтах Солнце восходит к северу от истинного востока во время летнего солнцестояния и садится к северу от истинного запада, а зимой поворачивает вспять.
Солнце восходит к югу от истинного востока летом для южной умеренной зоны и садится к югу от истинного запада.
Скорость вращения:
Как было сказано ранее, Земля вращается довольно быстро. На самом деле ученые определили, что скорость вращения Земли на экваторе составляет 1674,4 км/ч. Это означает, что просто стоя на экваторе, человек уже двигался бы со скоростью, превышающей скорость звука по кругу. Но, подобно измерению суток, вращение Земли можно измерить одним из двух способов.
Период вращения Земли относительно неподвижных звезд известен как «звездный день» и составляет 86 164,098
1 секунды среднего солнечного времени (или 23 часа 56 минут и 4,0989 секунды).
Между тем период вращения Земли относительно предшествующего или движущегося среднего дня весеннего равноденствия составляет 23 часа 56 минут и 4,0905 секунды среднего солнечного времени. Не принципиальная разница, но все же разница. Однако планета немного замедляется с течением времени из-за приливных эффектов, которые Луна оказывает на вращение Земли.Атомные часы показывают, что современные сутки длиннее примерно на 1,7 миллисекунды, чем столетие назад, что медленно увеличивает скорость корректировки UTC на дополнительные секунды. Вращение Земли также идет с запада на восток, поэтому Солнце восходит на востоке, а заходит на западе.
Визуализация звездных суток и солнечных суток. Кредит: quora.comФормирование Земли:
Еще одна интересная вещь о вращении Земли — это то, как все началось. По сути, вращение планеты связано с угловым моментом всех частиц, которые собрались вместе, чтобы создать нашу планету 4.6 миллиардов лет назад. До этого Земля, Солнце и остальная часть Солнечной системы были частью гигантского молекулярного облака водорода, гелия и других более тяжелых элементов.
Когда облако рухнуло, импульс всех частиц заставил облако вращаться. Текущий период вращения Земли является результатом этого начального вращения и других факторов, включая приливное трение и гипотетическое воздействие Тейи — столкновение с объектом размером с Марс, которое, как считается, произошло ок.4,5 миллиарда лет назад и сформировали Луну.
Это быстрое вращение также придает Земле форму, сплющивая ее в сплюснутый сфероид (или что-то похожее на сплющенный шар). Эта особая форма нашей планеты означает, что точки на экваторе на самом деле дальше от центра Земли, чем на полюсах.
Представление художника о том, как выглядела Солнечная система на ранних стадиях формирования в виде пылевого облака, окружающего звезду. Кредит: JPL/NASAИстория изучения:
В древности астрономы, естественно, считали, что Земля является неподвижным телом в космосе и что Солнце, Луна, планеты и звезды вращаются вокруг нее.К классической древности это было формализовано в космологические системы такими философами и астрономами, как Аристотель и Птолемей, которые позже стали известны как птолемеевская модель (или геоцентрическая модель) Вселенной.
Однако в античности были те, кто ставил под сомнение эту условность. Одним из спорных моментов был тот факт, что Земля не только была зафиксирована на месте, но и не вращалась. Например, Аристарх Самосский (ок. 310–230 до н. э.) публиковал сочинения на эту тему, которые цитировались его современниками (например, Архимедом).Согласно Архимеду, Аристарх утверждал, что Земля вращается вокруг Солнца и что Вселенная во много раз больше, чем считалось ранее.
Затем был Селевкис из Селевкии (ок. 190–150 гг. до н. э.), эллинистический астроном, живший в ближневосточной империи Селевкидов. Селевк был сторонником гелиоцентрической системы Аристарха и, возможно, даже доказал ее правильность, точно вычислив положение планет и вращение Земли вокруг «центра масс» Земли-Луны.
Иллюстрация геоцентрической системы Птолемея, сделанная португальским космографом и картографом Бартоломеу Вельо, 1568 год. Фото: Bibliothèque Nationale, Paris Геоцентрическая модель Вселенной также подвергалась сомнению со стороны средневековых исламских и индийских ученых.
Например, в 499 г. н.э. индийский астроном Арьябхата опубликовал свой magnum opus Aryabhatiya , в котором он предложил модель, в которой Земля вращается вокруг своей оси, а периоды планет даны относительно Солнца.
Иранский астроном 10-го века Абу Саид аль-Сиджзи опроверг модель Птолемея, утверждая, что Земля вращается вокруг своей оси, объясняя тем самым видимый суточный цикл и вращение звезд относительно Земли. Примерно в то же время Абу Райхан Бируни (973–1048) обсуждал возможность вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, хотя считал это вопросом философским, а не математическим.
У Мараги и Улугбека (он же.Самаркандской) обсерватории вращение Земли обсуждалось несколькими поколениями астрономов между 13 и 15 веками, и многие из выдвинутых аргументов и доказательств напоминали те, которые использовал Коперник. Также в это время Нилакантха Сомаяджи опубликовал Aryabhatiyabhasya (комментарий к Aryabhatiya ) , в котором он защищал частично гелиоцентрическую планетарную модель.
За этим последовала в 1500 году Тантрасанграха , , в которой Сомаяджи включил вращение Земли вокруг своей оси.
В 14 веке в Европе начали проявляться аспекты гелиоцентризма и движущейся Земли. Например, французский философ епископ Николь Орем (ок. 1320-1325 до 1382 г. н.э.) обсуждал возможность вращения Земли вокруг своей оси. Однако наибольшее влияние на современную астрономию оказал польский астроном Николай Коперник, когда в 1514 году он опубликовал свои идеи о гелиоцентрической Вселенной в коротком трактате под названием Commentariolus («Маленький комментарий»).
Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической моделей Вселенной.Фото: history.ucsb.edu Как и другие до него, Коперник основывался на работах греческого астронома Атистарха, а также воздавал должное школе Мараги и нескольким известным философам из исламского мира (см. ниже). Неотъемлемым элементом его модели был тот факт, что Земля и все другие планеты вращались вокруг Солнца, а также то, что Земля вращалась вокруг своей оси и вращалась вокруг Луны.
Со временем и благодаря таким ученым, как Галилей и сэр Исаак Ньютон, движение и вращение нашей планеты станут общепринятой научной условностью.С наступлением космической эры, запуском спутников и атомных часов мы не только подтвердили, что он находится в постоянном движении, но и смогли измерить его орбиту и вращение с невероятной точностью.
Короче говоря, мир вертится с момента своего возникновения. И, вопреки тому, что некоторые могут сказать, на самом деле — это , замедляющийся, хотя и невероятно медленно. Но, конечно, к тому времени, когда он значительно замедлится, мы, скорее всего, перестанем существовать или разорвем его «угрюмые оковы» и станем межпланетным видом.
Мы написали много интересных статей о движении Земли здесь, в Universe Today. Вот как быстро вращается Земля? Орбита Земли вокруг Солнца, Как быстро вращается Земля? Почему Земля вращается? Что произойдет, если Земля перестанет вращаться? И в чем разница между гелиоцентрическим и геоцентрическим Модели Солнечной системы?
Если вам нужна дополнительная информация о вращении Земли, ознакомьтесь с Руководством НАСА по исследованию Солнечной системы на Земле.
А вот ссылка на Земную обсерваторию НАСА.
Мы также записали серию Astronomy Cast all about Earth. Послушайте, Эпизод 51: Земля.
Нравится:
Нравится Загрузка…
| | СПЕКУЛЯТИВНАЯ НАУКА Какая сила заставляет землю вращаться вокруг своей оси? Может ли его вращение когда-нибудь замедлиться? Брендан О’Брайен, Уотфорд, Великобритания
|
Почему до сих пор ни одно тело не может смоделировать подобный образец небольшого бюджета планеты или вселенной в невесомости или в вакуумной коробке. Пусть даже будет прозрачный Вакуумный бокс размером с автобус, машину или комнату.
кто-нибудь может создать планету массы, окруженной газом, и показать демонстрацию того, как работает земля и другие планеты?????????????????????????
(Угловой момент). Принципы которых можно легко продемонстрировать.ФОН: |
Земля делает полный оборот за 24 часа или
за 1 день. Ось — это внутренняя линия, вокруг которой вращается Земля. То
ось наклонена 23.5 o от воображаемой вертикальной линии
через Землю.
Прокрутите систему.Убедитесь, что они наблюдают, что Земля
крутится и вертится одновременно. Вы можете рассказать студентам
что Солнце тоже движется в пространстве, но эта модель этого не показывает.
В действительности Венера и Луна тоже движутся, но эта модель не
проиллюстрировать это. Это может отличаться в зависимости от типа планетария.
система, доступная в вашей школе. 
Предложите земным ученикам перейти в «дневное положение».
лицом к ученику Солнца, затем в «ночном положении»
лицом от Солнца. Ниже показаны правильные положения.
Затем попросите ученика Луны повернуться наполовину.
путь вокруг Земли человека.Основная цель состоит в том, чтобы учащиеся
признать, что в Солнечной системе все время происходит большое движение.
Система.Нечетное вращение Земли может решить древнюю загадку климата
На первый взгляд, это похоже на вымирание из-за изменения климата: более 160 миллионов лет назад, в юрский период, причудливый зверинец полз, плавал и летал по прохладные, влажные леса того, что сейчас является северо-восточным Китаем.Затем, почти в одно геологическое мгновение, воздух стал теплее, а земля высохла. Когда исчезла вода, исчезла и жизнь. И все же исследователи изо всех сил пытались определить виновника этого экологического коллапса, связанного с климатом.
Исследование, опубликованное в журнале Geology , предполагает, что изменился не климат, а географическое расположение ландшафта.
Палеомагнитные сигнатуры в горных породах этого района указывают на то, что где-то между 174 и 157 миллионами лет назад весь регион сместился к югу на поразительные 25 градусов, погрузив когда-то пышные ландшафты в зоны иссушающей жары.
Древний скалистый крен был частью явления, известного как истинное полярное блуждание, при котором самые верхние слои планеты, вплоть до жидкого внешнего ядра, значительно вращаются, даже когда Земля продолжает свой ежедневный оборот вокруг своего обычного вращения. ось.
В юрский период поверхность и мантия изгибались вокруг воображаемой линии, проходящей через излучину на западном побережье Африки, известную как Бенинская бухта. Изменения были бы огромными: если бы подобный сдвиг произошел сегодня, флаг, установленный в Далласе, штат Техас, оказался бы там, где сейчас находится Северная Манитоба, Канада.На другом конце света азиатский континент будет устремляться на юг.
На протяжении своего прошлого Земля, вероятно, испытывала меньшее количество истинных полярных блужданий, и некоторые ученые считают, что это продолжается и сегодня.
«Пока мы говорим, мы переживаем настоящее полярное блуждание», — говорит Деннис Кент, палеомагнитолог из Университета Рутгерса и Колумбийского университета, который не был частью новой исследовательской группы.
Чтобы было ясно, эти недавние набеги являются , а не источником современного изменения климата, вызванного безжалостным выбросом парниковых газов в атмосферу.Кроме того, масштабы этого юрского сдвига — и является ли истинное полярное блуждание реальным явлением — остаются предметом дискуссий.
«Это разумная тема для обсуждения, — говорит Кристофер Скотиз, директор проекта PALEOMAP. «Но это более противоречиво, чем люди думают».
Изучение прошлых и настоящих геологических скитаний Земли может не только помочь разрешить противоречие, но и улучшить наше понимание сложных махинаций планеты.
«Очень важно, что фундаментальная наука все еще ведется», — говорит Лидиан Бошман, геолог из Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) в Цюрихе, который не был членом исследовательской группы.
«Если мы не понимаем основы, то мы ничего не можем сделать вдобавок к этому».
Извилистое прошлое
В то время как глубокие геологические вихри могут оказывать сильное воздействие на поверхность Земли, магнитное поле планеты остается в значительной степени неизменным в результате таких событий, поскольку оно создается взбалтыванием расплавленного железа и никеля во внешнем ядре нашей планеты, некоторые 1800 миль под поверхностью. Поэтому исследователи могут обратиться к богатым железом минералам, настроенным на магнитные поля, чтобы распутать прошлые перипетии планеты.По мере того, как отложения собираются и затвердевают, а лава остывает до состояния камня, эти минералы выравниваются с глобальным магнитным полем, как стрелки компаса, фиксируя моментальный снимок местоположения региона на нашей планете в определенный период в прошлом.
Но не все скалы идеальные стенографисты. Когда отложения превращаются в горную породу, сжатие может изменить магнитную сигнатуру и повлиять на их предполагаемое планетарное положение.
Устранив эту путаницу в осадочных породах и взглянув только на вулканические породы, Кент и покойный Эдвард Ирвинг, работавшие в Геологической службе Канады, обнаружили следы гигантского прыжка в юрский период.Их результаты, опубликованные в 2010 году, показали, что поверхность Земли сместилась примерно на 30 градусов между 160 и 145 миллионами лет назад.
Последующие исследования начали заполнять пробелы в записях, и все больше казалось, что весь мир находится в юрском мегасдвиге, с доказательствами, найденными в современной Африке, Северной Америке, Южной Америке и на Ближнем Востоке. . Но одно место, по-видимому, в основном осталось на месте: восточноазиатские блоки, зона, включающая большую часть Монголии, Китая, Северной Кореи и Южной Кореи.
«Он почти не двигался по широте в течение всего этого периода», — говорит соавтор исследования Джозеф Мирт, палеомагнетик из Университета Флориды. «Кажется, это не очень хорошо сочетается с засушиванием».
Частично проблема заключалась в том, что исследования, документирующие положение региона с помощью палеомагнитного анализа, не брали образцы за достаточно большой промежуток времени, объясняет Меерт.
В то время как вулканические породы точно фиксируют магнитный север, этот полюс имеет тенденцию к блужданию, поэтому исследователи должны усреднить свой анализ с данными, охватывающими несколько тысяч лет, чтобы объяснить эти блуждания.(Магнитный север только что изменился, и вот как мы пытаемся не отставать.)
Сам регион также часто исключался из обсуждения глобальных изменений из-за его сложной истории, добавляет Кент. В то время как путь других массивов суши можно проследить до суперконтинента Пангеи, который распался примерно 180 миллионов лет назад, путь Восточной Азии остается неясным.
«Они танцевали там свой собственный танец», — говорит Кент.
Чудовищный сдвиг
Летом 2015 года и весной 2018 года последняя команда отправилась на поиски более надежной палеомагнитной записи, чтобы распутать геологические движения Восточной Азии, говорит ведущий автор исследования Чжию И из Китайской академии наук. Геологические науки в Пекине.
Скалы по всему Китаю рассказывают очень разные истории, о чем свидетельствуют их совершенно разные оттенки. Отложения ранней и средней юры темны и богаты углем, намекая на влажный древний ландшафт, полный растений. Напротив, позднеюрские образования содержали ржаво-красные отложения, залегавшие в более сухих условиях. (Узнайте о причудливых находках окаменелостей, которые позволили обнаружить самый старый из известных лесов Азии.)
Команда взяла пробы вулканических пород, вплетающихся в эти контрастные образования, в общей сложности в 57 местах.В 2017 году их анализ подтвердил предыдущую работу, которая показала, что более молодые красные породы откладывались в низких широтах, где, вероятно, преобладали жаркие и сухие условия, говорит Йи. Но момент истины наступил летом следующего года, когда проанализировали более старые образцы и обнаружили, что они образовались на удивительно высоких широтах.
«В тот момент я понял, что эти данные значат для нас — мы наконец нашли сигналы [настоящего полярного блуждания]», — пишет Йи по электронной почте.
Истинные полярные странствия могут быть причиной гибели множества живых существ северного Китая, известных как биота Яньляо.
Это вымирание подготовило почву для возникновения новой мешанины существ, известной как биота Джехола, которая включает показанного здесь ископаемого Джехолозавра.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Меерт признает, что в начале он немного скептически относился к массовому сдвигу, но новые результаты убедили его: «Мы говорили: да, да, это оно», — говорит он, вспоминая время, когда он сел за ужин с И в Пекине, чтобы просмотреть данные.«Ощущение движения и все, казалось, идеально сочетались друг с другом. Итак, мы выпили пива, подняли тост и сказали: «Давайте сделаем это».
Результаты показывают, что юрская поверхность поворачивалась не менее чем на 6,7 дюйма каждый год, что приводило к медленному высыханию ландшафта Восточной Азии, что, вероятно, привело к гибели многих древних растений и животных региона, известных как биота Яньляо. Прошлые исследования намекают на то, что еще одно небольшое путешествие около 130 миллионов лет назад вернуло Восточную Азию в умеренный климат, подготовив почву для подъема жизни, известной как биота Джехол.
Эти исключительно хорошо сохранившиеся окаменелости привели к множеству поразительных находок, в том числе к открытию первого известного пернатого динозавра, не имевшего прямого отношения к птицам. (Читайте о динозаврах, которые не умерли.)
Вращающиеся фьючерсы
«Прелесть в том, что это очень просто», — говорит Джованни Муттони, палеомагнетист из Миланского университета, Италия, который не участвовал в этой работе. но тщательно изучил большое блуждание юрского периода. Он отмечает, что движение и величина совпадают с прошлыми работами, и они связывают таинственные изменения климата с этим планетарным поворотом.
Однако Скотиз не убежден, что истинное полярное блуждание вообще имело место в течение последних 200 миллионов лет, утверждая, что его эффекты можно объяснить движением тектонических плит. По его словам, в юрский период Азия и Северная Америка медленно двигались вперед, словно на качелях, которые вращались вокруг Европы. В то время как Северная Америка двинулась на северо-запад, Азия сместилась на юго-восток.
«В палеомагнитной базе данных огромное количество шума, и часто палеомагнетики делают всевозможные искажения, пытаясь минимизировать шум или исправить то, что они считают ошибкой», — говорит он.«Я просто не согласен с этой философией. Я чувствую, что это искажает базу данных».
Земля — единственная известная планета, на которой существует жизнь. Узнайте о происхождении нашей родной планеты и некоторых ключевых ингредиентах, которые помогают сделать это голубое пятнышко в космосе уникальной глобальной экосистемой.
Другие твердо придерживаются данных, указывающих на истинное полярное блуждание и чудовищный сдвиг в Юрском периоде.
«Они настоящие, — говорит Муттони. «Они записаны в скалах».
Если так, остается много вопросов.Во-первых, неясно, что именно вызывает такой большой сдвиг, событие, которое должно включать значительное перераспределение массы нашей планеты. Бошман говорит, что, возможно, возникновение зон субдукции — регионов, где одна тектоническая плита заходит под другую, — приводит к блужданию.
Или это может быть связано с тем, что плиты, которые уже подверглись субдукции, распадаются на части, в результате чего куски коры погружаются в мантию, нарушая планетарный баланс, добавляет Кент. На данный момент распутывание многих геологических неизвестных является частью интриги.
«У нас есть хорошая расширяющаяся оболочка знаний, и вы пытаетесь быть в мениске, где это происходит», — говорит Кент. — А тем временем, ты можешь быть там на прогулке.
Как быстро вращается Земля?
Чтобы ответить на вопрос, как быстро вращается Земля, нужно знать две вещи: сколько времени требуется, чтобы совершить полный оборот, и длину окружности Земли. Время, которое требуется Земле, чтобы повернуться так, чтобы солнце появилось в том же положении на небе, известное как солнечный день, составляет 24 часа.Однако время, необходимое Земле для совершения одного полного оборота вокруг своей оси относительно далеких звезд, на самом деле составляет 23 часа 56 минут 4,091 секунды, что известно как звездные сутки.
Имея эту информацию, чтобы понять, с какой скоростью вращается Земля, нам нужен только размер окружности нашей планеты. На экваторе его окружность составляет примерно 40 075 километров, поэтому, разделив это на продолжительность дня, мы получим, что на экваторе Земля вращается со скоростью около 1670 километров в час.
Однако эта скорость вращения неодинакова по всей планете.По мере того, как вы двигаетесь на север или юг, окружность Земли становится меньше, поэтому скорость вращения уменьшается, пока не достигнет самого медленного значения на обоих полюсах. И все это ничто по сравнению со 107 000 километров в час, с которыми Земля обращается вокруг Солнца.
Если мы так быстро путешествуем в космосе, почему мы этого не чувствуем?
Проще говоря, как Земля вращается с постоянной скоростью, так и все на ней. Путешествие с той же скоростью означает, что мы не чувствуем вращения. Это как водить машину.Даже если вы движетесь, вы не осознаете скорость, потому что она постоянна.
Только когда вы меняете скорость, вы замечаете, что едете, например, нажимаете на педаль газа или совершаете аварийную остановку.
Здесь, на Земле, происходит изменение скорости, но оно слишком медленное, чтобы его заметить. Миллионы лет назад один земной день длился около 22 часов, и скорость Земли падала на протяжении более миллиарда лет, а количество дней увеличивалось примерно на 2 миллисекунды каждое столетие.
Это замедление вызвано трением, создаваемым океанскими течениями, приливами и ветром, воздействующим на поверхность Земли.Однако глобальное потепление может снова ускорить процесс. По мере повышения уровня моря это изменение массы может привести к более быстрому вращению Земли и сокращению продолжительности каждого дня на 0,12 миллисекунды, что сильно повлияет на калибровку атомных часов и систем GPS.
Что, если Земля перестанет вращаться?
Без огромной внешней силы это невозможно. Но если бы Земля перестала вращаться, атмосфера продолжала бы вращаться со скоростью вращения Земли, поэтому все, что не закреплено на поверхности, включая деревья и здания, было бы сметено сильным ветром.