Teadlased on jõudnud järgmistele järeldustele: Maa pöörlemiskiirus langeb. See toob kaasa järgmised tagajärjed – päev pikeneb. Detailidesse laskumata muutub põhjapoolkeral päevavalgus veidi pikemaks kui talvel. Kuid see tõlgendus sobib ainult asjatundmatutele. Geofüüsikud jõuavad sügavamate järeldusteni – päevad pikendavad oma ajaraami mitte ainult kevadel. Päeva pikenemise põhjus peitub eelkõige Kuu mõjus.
Maa loodusliku satelliidi gravitatsioonijõud on nii tugev, et põhjustab ookeanides häireid, pannes need kõikuma. Maa toimib antud juhul analoogselt iluuisutajatega, kes oma programmide sooritamise ajal pöörlemise aeglustamiseks sirutavad käed välja. Just tänu sellele on mõne aja pärast tavalises maises päevas üks tund rohkem, kui oleme harjunud. Üks Suurbritannia astronoom jõudis järeldusele, et alates 700. aastast eKr on Maa pöörlemine ümber oma telje pidevalt aeglustunud. Ta arvutas Maa pöörlemiskiiruse nendest aegadest säilinud andmete – savitahvlite ja ajalooliste tõendite põhjal, mis kirjeldasid kuu- ja päikesevarjutusi. Nende põhjal arvutas teadlane välja Päikese asukoha ja suutis kindlaks teha, millise peatumisteekonna tegi meie planeet oma tähe suhtes. 530 miljonit aastat tagasi oli Maa pöörlemiskiirus palju väiksem ja ööpäevas oli vaid 21 tundi.
Ja dinosaurused, kes sada miljonit aastat tagasi asustasid meie planeedi tohutuid avarusteid, elasid juba 23-tunnise päevaga. Seda saab kindlaks teha, uurides lubjarikkaid ladestusi, mille korallid maha jätsid. Nende paksus sõltub sellest, milline aastaaeg planeedil on. Selle põhjal saab üsna täpselt kindlaks teha, kui kaugel olid vedrud. Ja see kestus väheneb kogu meie planeedi olemasolu jooksul. Pool miljonit aastat tagasi liikus meie planeet ümber oma telje kiiremini, samal ajal kui liikumine tähe ümber püsis muutumatuna. See tähendab, et aasta on kõik need miljonid aastad jäänud samaks, sellesse on jäänud sama palju tunde. Kuid sel aastal ei olnud 365 päeva nagu täna, vaid 420. Pärast inimkonna tulekut see trend ei lakanud olemast. Maa pöörlemiskiirus ümber oma telje aeglustub pidevalt. Ajakiri Journal for the History of Astronomy avaldas selle nähtuse kohta artikli 2008. aastal.
Durhami ülikoolis (Ühendkuningriik) töötav Stephenson analüüsis hüpoteesi täielikuks kontrollimiseks ja kinnitamiseks sadu viimase 2,7 tuhande aasta jooksul toimunud varjutusi. Vana-Babüloni savitahvlid kirjeldavad väga üksikasjalikult kõiki taevanähtusi, mis on jäädvustatud kiilkirja abil. Teadlased märkisid üles nii sündmuse aja kui ka selle täpse kuupäeva. Teine omadus on see, et täielikku päikesevarjutust Maal ei täheldata nii sageli, vaid kord 300 aasta jooksul. Sel hetkel kaob Päike täielikult Maa taha ja mitmeks minutiks langeb sellele täielik pimedus. Väga sageli kirjeldasid iidsed teadlased suure täpsusega nii varjutuse algust kui ka selle lõppu. Ja neid andmeid kasutas kaasaegne astronoom meie tähe asukoha kindlaksmääramiseks Maa suhtes.
Kalendrikuupäevade ümberarvutamine Babüloni aegadest toimus spetsiaalselt koostatud tabelite järgi, mis tegid tööd lihtsamaks. Just need andmed võimaldavad astronoomidel suure täpsusega määrata. Kuidas Maa aeglustus? Õiged andmed selle asukoha kohta Päikese suhtes võimaldavad määrata selle asukoha hetkel, mil see Päikesest möödub. Planeedi trajektoor ümber Päikese sõltub selle liikumisest ümber oma telje. Maapealne aeg, mis tuletatakse sellest sõltuvusest, on sõltumatu suurus. See universaalaeg on üldtunnustatud näitaja, mis arvutatakse selle põhjal, kuidas Maa pöörleb ümber oma telje ja millises asendis see Päikese suhtes on. See universaalne aeg nihkub pidevalt tagasi, kuna igal aastal lisandub aastale veel üks sekund, mis on tingitud just Maa aeglustumise protsessist. Ja nagu selgub, muutub erinevus maapealse ja universaalse aja vahel üha suuremaks, sõltuvalt sellest, kui kaua aega tagasi toimus päikesevarjutus. See võib tähendada ainult üht – iga aastatuhat lisab päevale koguni 0,002 sekundit. Neid andmeid kinnitavad ka Maa orbiidile saadetud satelliitlaboritest tehtud muudatused.
Aeglustusmäär vastab täielikult Ühendkuningriigi teadlase arvutustele. Ja ajal, mil Babüloonia tsivilisatsioon õitses, kestis päev maa peal veidi vähem, erinevus tänapäeva ajaga oli 0,04 sekundit. Ja selle pisikese hälbe arvutas Stephenson välja tänu sellele, et ta suutis võrrelda universaalaega ja hinnata sellesse kogunenud vigu. Kuna 700-st tänapäevani on möödunud umbes miljon päeva, saime oma elektroonilised kellad seada 7 tunni peale, nii et Maa ümber oma telje pöörlemise ajale lisandus palju aega.
Viimased aastad on Maa jaoks muutunud erandiks, sel ajal päeva pikenemist praktiliselt ei toimu ja Maa liigub edasi ühtlase kiirusega. Maa sees paiknevad massid võisid hakata kompenseerima Kuu magnetvälja mõjust tingitud kõikumisi. Ja planeedi liikumise kiirenemise võis põhjustada näiteks 2004. aasta maavärin Argentinas, misjärel lühenes päev 8 miljondiku võrra. Ajaloo lühim päev registreeriti 2003. aastal, mil polnud isegi 24 tundi (puudus oli 1005 sekundit). Maa pöörlemist uuriv rahvusvaheline teenistus ja geofüüsikud jälgivad pingsalt maakera pöörlemiskiiruse aeglustumise probleemi ja selle liikumist mõjutavaid protsesse. Lõppude lõpuks annab see vastused paljudele globaalsetele küsimustele, mis on seotud planeedi ehituse ja süvastruktuurides - vahevöös ja tuumas - toimuvate protsessidega. Mis hõlbustab seismoloogide ja geofüüsikute uurimis- ja teadustegevust.
Meie planeet on pidevas liikumises. Koos Päikesega liigub see kosmoses ümber Galaktika keskpunkti. Ja ta omakorda liigub universumis. Kuid Maa pöörlemine ümber Päikese ja oma telje mängib kõigi elusolendite jaoks kõige olulisemat tähtsust. Ilma selle liikumiseta oleksid tingimused planeedil elu toetamiseks ebasobivad.
Päikesesüsteem
Teadlaste sõnul tekkis Maa kui Päikesesüsteemi planeet enam kui 4,5 miljardit aastat tagasi. Selle aja jooksul kaugus valgustist praktiliselt ei muutunud. Planeedi liikumise kiirus ja Päikese gravitatsioonijõud tasakaalustasid selle orbiidi. See ei ole täiesti ümmargune, kuid see on stabiilne. Kui tähe gravitatsioon oleks olnud tugevam või Maa kiirus märgatavalt vähenenud, oleks see Päikese sisse kukkunud. Vastasel juhul lendaks see varem või hiljem kosmosesse, lakkades olemast süsteemi osa.
Päikese ja Maa vaheline kaugus võimaldab hoida selle pinnal optimaalset temperatuuri. Ka atmosfäär mängib selles olulist rolli. Kui Maa pöörleb ümber Päikese, muutuvad aastaajad. Loodus on selliste tsüklitega kohanenud. Aga kui meie planeet oleks kaugemal, muutuks temperatuur sellel negatiivseks. Kui see oleks lähemal, aurustuks kogu vesi, kuna termomeeter ületaks keemistemperatuuri.
Planeedi teed ümber tähe nimetatakse orbiidiks. Selle lennu trajektoor ei ole täiesti ringikujuline. Sellel on ellips. Maksimaalne vahe on 5 miljonit km. Orbiidi lähim punkt Päikesele on 147 km kaugusel. Seda nimetatakse periheeliks. Selle maa möödub jaanuaris. Juulis on planeet tähest maksimaalsel kaugusel. Suurim vahemaa on 152 miljonit km. Seda punkti nimetatakse afelioniks.
Maa pöörlemine ümber oma telje ja Päikese tagab vastava muutuse igapäevastes mustrites ja aastaperioodides.
Inimeste jaoks on planeedi liikumine ümber süsteemi keskpunkti märkamatu. Seda seetõttu, et Maa mass on tohutu. Sellegipoolest lendame iga sekund kosmoses umbes 30 km kaugusele. See tundub ebareaalne, kuid sellised on arvutused. Keskmiselt arvatakse, et Maa asub Päikesest umbes 150 miljoni km kaugusel. See teeb ühe täispöörde ümber tähe 365 päevaga. Aastas läbitav vahemaa on ligi miljard kilomeetrit.
Täpne vahemaa, mille meie planeet läbib aasta jooksul ümber tähe liikudes, on 942 miljonit km. Koos temaga liigume läbi kosmose elliptilisel orbiidil kiirusega 107 000 km/h. Pöörlemissuund on läänest itta ehk vastupäeva.
Planeet ei tee täispööret täpselt 365 päevaga, nagu tavaliselt arvatakse. Sel juhul läheb veel umbes kuus tundi. Kuid kronoloogia mugavuse huvides on see aeg arvesse võetud 4 aasta jooksul. Selle tulemusel “koguneb” üks lisapäev, see lisandub veebruaris. Seda aastat peetakse liigaastaks.
Maa pöörlemiskiirus ümber Päikese ei ole konstantne. Sellel on keskmisest väärtusest kõrvalekalded. See on tingitud elliptilisest orbiidist. Väärtuste erinevus on kõige selgem periheeli ja afeeli punktides ning on 1 km/sek. Need muutused on nähtamatud, kuna meie ja kõik meid ümbritsevad objektid liiguvad samas koordinaatsüsteemis.
Aastaaegade vaheldumine
Maa pöörlemine ümber Päikese ja planeedi telje kaldenurk muudavad aastaajad võimalikuks. Ekvaatoril on see vähem märgatav. Kuid poolustele lähemal on aastane tsüklilisus rohkem väljendunud. Planeedi põhja- ja lõunapoolkera soojendab Päikese energia ebaühtlaselt.
Tähe ümber liikudes läbivad nad nelja tavalist orbiidipunkti. Samal ajal satuvad nad kuuekuulise tsükli jooksul vaheldumisi kaks korda sellele kaugemale või lähemale (detsembris ja juunis - pööripäevade päevad). Vastavalt sellele on kohas, kus planeedi pind soojeneb paremini, sealne ümbritsev temperatuur kõrgem. Sellise territooriumi perioodi nimetatakse tavaliselt suveks. Teisel poolkeral on sel ajal märgatavalt külmem – seal on talv.
Pärast kolmekuulist sellist liikumist kuuekuulise perioodilisusega on planeedi telg paigutatud nii, et mõlemad poolkerad on kuumutamiseks samades tingimustes. Sel ajal (märtsis ja septembris - pööripäeva päevad) on temperatuurirežiimid ligikaudu võrdsed. Seejärel algavad olenevalt poolkerast sügis ja kevad.
Maa telg
Meie planeet on pöörlev pall. Selle liikumine toimub ümber tavapärase telje ja toimub vastavalt tipu põhimõttele. Toetades oma aluse tasapinnal keerdumata olekus, säilitab see tasakaalu. Kui pöörlemiskiirus nõrgeneb, langeb ülemine osa.
Maal pole tuge. Planeeti mõjutavad Päikese, Kuu ja teiste süsteemi ja Universumi objektide gravitatsioonijõud. Sellest hoolimata säilitab see ruumis püsiva positsiooni. Selle pöörlemiskiirus, mis saadakse südamiku moodustamisel, on suhtelise tasakaalu säilitamiseks piisav.
Maa telg ei läbi planeedi maakera risti. See on 66°33" nurga all. Maa pöörlemine ümber oma telje ja Päikese teeb võimalikuks aastaaegade vaheldumise. Planeet "kukkuks" kosmoses, kui tal poleks ranget orientatsiooni. Mingist keskkonnatingimuste ja eluprotsesside püsivusest selle pinnal poleks juttugi.
Maa aksiaalne pöörlemine
Maa pöörlemine ümber Päikese (üks pööre) toimub aastaringselt. Päeval vaheldub päev ja öö. Kui vaatate Maa põhjapoolust kosmosest, näete, kuidas see pöörleb vastupäeva. See teeb täispöörde umbes 24 tunniga. Seda perioodi nimetatakse päevaks.
Pöörlemiskiirus määrab päeva ja öö kiiruse. Ühe tunni jooksul pöörleb planeet ligikaudu 15 kraadi. Pöörlemiskiirus selle pinna erinevates punktides on erinev. See on tingitud asjaolust, et sellel on sfääriline kuju. Ekvaatoril on joonkiirus 1669 km/h ehk 464 m/sek. Poolustele lähemal see näitaja väheneb. Kolmekümnendal laiuskraadil on joonkiirus juba 1445 km/h (400 m/s).
Tänu oma aksiaalsele pöörlemisele on planeedil poolustel mõnevõrra kokkusurutud kuju. See liikumine sunnib ka liikuvaid objekte (sealhulgas õhu- ja veevoogusid) oma algsest suunast kõrvale kalduma (Coriolise jõud). Selle pöörlemise teine oluline tagajärg on mõõn ja mõõn.
öö ja päeva vaheldus
Sfäärilist objekti valgustab teatud hetkel ainult üks valgusallikas. Seoses meie planeediga on selle ühes osas sel hetkel päevavalgus. Valgustamata osa jääb Päikese eest varjatuks – seal on öö. Aksiaalne pöörlemine võimaldab neid perioode vahelduda.
Lisaks valgusrežiimile muutuvad tingimused planeedi pinna soojendamiseks valgusti energiaga. See tsüklilisus on oluline. Valguse ja soojusrežiimide muutumise kiirus toimub suhteliselt kiiresti. 24 tunni jooksul ei jõua pind liigselt soojeneda ega alla optimaalse taseme jahtuda.
Maa pöörlemine ümber Päikese ja selle telje suhteliselt ühtlase kiirusega on loomamaailma jaoks määrava tähtsusega. Ilma pideva orbiidita ei jääks planeet optimaalsesse kuumutustsooni. Ilma aksiaalse pöörlemiseta kestaks päev ja öö kuus kuud. Ei üks ega teine ei aitaks kaasa elu tekkele ja säilimisele.
Ebaühtlane pöörlemine
Inimkond on oma ajaloo jooksul harjunud sellega, et päev ja öö vahelduvad pidevalt. See oli omamoodi ajastandard ja eluprotsesside ühtsuse sümbol. Maa pöörlemisperioodi ümber Päikese mõjutavad teatud määral orbiidi ellips ja teised süsteemi planeedid.
Teine omadus on päeva pikkuse muutumine. Maa aksiaalne pöörlemine toimub ebaühtlaselt. Peamisi põhjuseid on mitu. Olulised on atmosfääri dünaamika ja sademete jaotusega seotud hooajalised kõikumised. Lisaks aeglustab planeedi liikumissuuna vastu suunatud tõusulaine seda pidevalt. See arv on tühine (40 tuhat aastat 1 sekundi kohta). Kuid 1 miljardi aasta jooksul suurenes päeva pikkus selle mõjul 7 tunni võrra (17-lt 24-le).
Uuritakse Maa ümber Päikese ja selle telje pöörlemise tagajärgi. Need uuringud on suure praktilise ja teadusliku tähtsusega. Neid kasutatakse mitte ainult tähtede koordinaatide täpseks määramiseks, vaid ka mustrite tuvastamiseks, mis võivad mõjutada inimese eluprotsesse ja loodusnähtusi hüdrometeoroloogias ja muudes valdkondades.
Maa, nagu ka teised planeedid, liigub ümber Päikese. Seda Maa teed nimetatakse orbiidiks (ladina keeles Orbita – rada, tee). Maa orbiidi liikumisest annavad tunnistust tähtede valguse aberratsiooni ja nende parallaktilise nihke nähtused, mida iseloomustab perioodilisus. Perioodilisus on võrdne ühe aastaga, mis vastab ajale, mil Maa tiirleb ümber Päikese.
Maa liikumine oma orbiidil kajastub Päikese liikumises piki ekliptikat. Ekliptika on taevasfääri suur ring, mis tekib siis, kui orbitaaltasand sellega lõikub. Ekliptika tasand kaldub taevaekvaatori tasapinnale ja lõikub sellega 23°27 nurga all". Nende lõikumiskohti nimetatakse kevadise ja sügisese pööripäeva punktideks. Nendes punktides paistab Päike kaks korda aastal - 21. märtsil ja 23. septembril lõunapoolkeralt põhja poole liikudes ja vastupidi.
Maa orbiit- ringile lähedane ellips, mille ühes koldes asub Päike. Kaugus Maa ja Päikese vahel varieerub aastaringselt 147 miljonist km-st periheelis (2. jaanuar) kuni 152 miljoni km-ni afeelis (5. juulil). Orbiidi pikkus on üle 930 miljoni km. Maa (täpsemalt barütsenter) liigub orbiidil läänest itta, langedes kokku selle teljesuunalise pöörlemise suunaga, keskmise kiirusega umbes 29,8 km/s ja läbib kogu teekonna 365 päevaga. 6 h 9 min 9 s. Seda ajaperioodi nimetatakse sidereaalaastaks.
Troopiline aasta– ajavahemik kahe järjestikuse Päikese läbimise vahel läbi kevadise pööripäeva. See on 20 minutit lühem kui sideeraasta ja võrdub 365 päevaga. 5 tundi 48 minutit 46 s, kuna kevadise pööripäeva punkt nihkub aeglaselt Maa orbiidi liikumise suunas (Päikese näiva aastase liikumise suunas) nurga all 50 tolli aastas ja pööripäev saabub varem kui Päike kulgeb mööda ekliptikat 360°. Seda nähtust nimetati pööripäevade ootuseks ja see on põhjustatud pretsessioonist. Pretsessioon– Maa telje aeglane koonusekujuline pöörlemine ümber orbitaaltasandiga risti, mille tipp asub Maa keskpunktis. Selle täieliku revolutsiooni periood on umbes 26 tuhat aastat. Pretsessiooni põhjustab Päikese ja Kuu tõmbumine Maa ekvaatori mõhnale ning nende soov pöörata Maa telg orbitaaltasandiga risti, et joonduda taevaekvaatori ja ekliptika tasapinnad. Kuid Maa, nagu iga pöörlev keha, töötab nendele jõududele vastu, mis põhjustab selle telje koonusekujulise pöörlemise pooluste ümber (nagu pöörleva tipu telg). Maa telje ja maailma telje asendi muutumise tõttu muutub maa- ja taevaekvaatori ning vastavalt ka kevadise ja sügisese pööripäeva punktide asend ruumis.
Tänu pööripäevade ootusele nihkub kõigi aastaaegade algus järk-järgult varasematele kuupäevadele. 13 tuhande aasta pärast vahetavad kevadise ja sügisese pööripäeva kuupäevad kohti, põhjapoolkera suvi langeb detsembrisse, jaanuarisse ja veebruarisse ning talv juunisse, juulisse ja augustisse.
Presessiooni tagajärg on ka maailma pooluste liikumine tähtede vahel. Kui praegu on põhjapoolusele (P) lähim täht Väikese Ursa tähtkujus asuv Polaartäht, siis 13 tuhande aasta pärast ilmub selle asemele Lüüra tähtkuju polaartäht Vega, millest saab polaartäht.
Uusajal on Maa pöörlemistelg orbiidi tasapinna suhtes 66,5° nurga all ja liigub aastaringselt endaga paralleelselt ruumis. See toob kaasa aastaaegade vaheldumise ning päeva ja öö ebavõrdsuse – Maa ümber Päikese tiirlemise olulisemad tagajärjed.
Kui Maa telg oleks orbiidi tasandiga risti, siis valgust eraldav tasapind ja Terminaator(Maapinna valguse eraldusjoon) läbiks mõlemad poolused ja jagaks kõik paralleelid pooleks, päev oleks alati võrdne ööga ja päikesekiired langeksid keskpäeval alati vertikaalselt ekvaatorile. Ekvaatorist eemaldudes väheneks nende langemisnurk ja muutuks poolustel nulliks. Nendes tingimustes väheneks maapinna soojenemine aasta jooksul ekvaatorilt poolustele ja aastaaegade vaheldust ei toimuks.
Maa telje kalle orbiidi tasandi suhtes ja selle orientatsiooni säilimine ruumis määravad päikesekiirte erinevad langemisnurgad ja vastavalt ka soojuse voolu erinevused maapinnale erinevatel aastaaegadel, samuti päeva ja öö ebavõrdne pikkus aastaringselt kõigil laiuskraadidel, välja arvatud ekvaator, kus päev ja öö on alati 12 tundi.
22 juuni Maa telje põhjaots on suunatud Päikese poole. Sellel päeval - suvine pööripäeva päev– keskpäeval langevad päikesekiired vertikaalselt paralleelile 23,5° N. w. - see on põhjatroopika (kreeka tropikas - pöördering). Kõik paralleelid on ekvaatorist põhja pool kuni 66,5° N. w. Suurem osa päevast on valgustatud – neil laiuskraadidel on päev pikem kui öö. Põhja pool 66,5° N. w. suvise pööripäeva päeval on territoorium täielikult Päikese poolt valgustatud - seal on polaarpäev. Paralleel 66,5° N. w. Piir, millest polaarpäev algab, on polaarjoon. Samal päeval kõigil paralleelidel ekvaatorist lõuna pool kuni 66,5° S. w. päev on lühem kui öö. Lõuna pool 66,5° S. w. Territoorium pole üldse valgustatud – seal on polaaröö. Paralleelselt 66,5° S. w. – lõunapoolne polaarjoon. 22. juunil algab põhjapoolkeral astronoomiline suvi ja lõunapoolkeral astronoomiline talv.
22. detsember Maa telje lõunapoolne ots on suunatud Päikese poole. Sellel päeval - Talvine pööripäev– keskpäeval langevad päikesekiired vertikaalselt paralleelsele 23,5° S. w. - Lõuna-troopika. Kõigil paralleelidel ekvaatorist lõuna pool kuni 66,5° S. w. päev on pikem kui öö. Antarktika ringist alustades kehtestatakse polaarpäev. Sel päeval kõigil paralleelidel ekvaatorist põhja pool kuni 66,5° põhjalaiust. w. päev on lühem kui öö. Polaarjoone taga on polaaröö. 22. detsembril algab lõunapoolkeral astronoomiline suvi ja põhjapoolkeral astronoomiline talv.
21. märts- V kevadise pööripäeva päev- Ja 23 september- V sügisene pööripäev– terminaator läbib Maa mõlemat poolust ja jagab kõik paralleelid pooleks. Nendel päevadel on põhja- ja lõunapoolkera valgustatud võrdselt; päev on kõikjal Maal võrdne ööga. Päike on keskpäeval oma seniidis ekvaatori kohal. Maal on 21. märts ja 23. september vastavatel poolkeradel astronoomilise kevade ja astronoomilise sügise algus.
Hooajaline rütm looduses on seotud aastaaegade vaheldumisega. See väljendub temperatuuri, õhuniiskuse ja muude meteoroloogiliste näitajate muutumises, veekogude režiimis, taimede, loomade jne elus.
Kirjandus.
- Lyubushkina S.G. Üldgeograafia: õpik. juhend erialadel õppivatele kõrgkooliõpilastele. "Geograafia" / S.G. Ljubuškina, K.V. Pashkang, A.V. Tšernov; Ed. A.V. Tšernova. - M.: Haridus, 2004. - 288 lk.
Maa pöörleb ümber telje läänest itta, see tähendab vastupäeva, kui vaadata Maale Põhjatähe (põhjapooluse) poolt. Sel juhul on pöörlemise nurkkiirus, st nurk, mille kaudu mõni Maa pinna punkt pöörleb, sama ja ulatub 15°-ni tunnis. Lineaarkiirus sõltub laiuskraadist: ekvaatoril on see suurim - 464 m/s ja geograafilised poolused on paigal.
Peamiseks füüsikaliseks tõestuseks Maa pöörlemisest ümber oma telje on katse Foucault' kõikuva pendliga. Pärast seda, kui prantsuse füüsik J. Foucault viis 1851. aastal Pariisi Panteonis läbi oma kuulsa katse, sai Maa pöörlemisest ümber oma telje muutumatu tõde. Füüsilisi tõendeid Maa aksiaalse pöörlemise kohta annavad ka 1° meridiaani kaare mõõtmised, mis on ekvaatoril 110,6 km ja poolustel 111,7 km (joonis 15). Need mõõtmised tõestavad Maa kokkusurumist poolustel ja see on iseloomulik ainult pöörlevatele kehadele. Ja lõpuks, kolmas tõend on langevate kehade kõrvalekalle loodijoonest kõigil laiuskraadidel, välja arvatud poolused (joonis 16). Selle kõrvalekalde põhjuseks on nende inerts, mis säilitab punkti suurema lineaarkiiruse A(kõrguses) võrreldes punktiga IN(maapinna lähedal). Kukkumisel kalduvad objektid Maal ida poole, kuna see pöörleb läänest itta. Hälbe suurus on maksimaalne ekvaatoril. Poolustel langevad kehad vertikaalselt, maa telje suunast kõrvale kaldumata.
Maa aksiaalse pöörlemise geograafiline tähtsus on äärmiselt suur. Esiteks mõjutab see Maa kuju. Maa kokkusurumine poolustel on selle teljesuunalise pöörlemise tulemus. Varem, kui Maa pöörles suurema nurkkiirusega, oli polaarsus suurem. Päeva pikenemisega ja sellest tulenevalt ekvaatori raadiuse vähenemisega ja polaarraadiuse suurenemisega kaasnevad maakoore tektoonilised deformatsioonid (murrud, kurrud) ja Maa makroreljeefi ümberstruktureerimine.
Maa aksiaalse pöörlemise oluline tagajärg on horisontaaltasandil liikuvate kehade (tuuled, jõed, merehoovused jne) kõrvalekaldumine. nende algsest suunast: põhjapoolkeral – õige, lõunas - vasakule(see on üks inertsjõude, mida nimetatakse Coriolise kiirenduseks Prantsuse teadlase auks, kes seda nähtust esmakordselt selgitas). Inertsiseaduse kohaselt püüab iga liikuv keha säilitada muutumatuna oma liikumise suunda ja kiirust maailmaruumis (joon. 17). Läbipaine on keha üheaegselt nii translatsiooni- kui ka pöörlemisliigutustes osalemise tulemus. Ekvaatoril, kus meridiaanid on üksteisega paralleelsed, nende suund maailmaruumis pöörlemise ajal ei muutu ja kõrvalekalle on null. Pooluste suunas hälve suureneb ja muutub suurimaks pooluste juures, kuna seal muudab iga meridiaan oma suunda ruumis 360° päevas. Coriolise jõud arvutatakse valemiga F = m x 2ω x υ x sin φ, kus F - Coriolise jõud, T– liikuva keha mass, ω – nurkkiirus, υ – liikuva keha kiirus, φ – geograafiline laiuskraad. Coriolise jõu avaldumine looduslikes protsessides on väga mitmekesine. Just selle tõttu tekivad atmosfääris erineva ulatusega keerised, sh tsüklonid ja antitsüklonid, tuuled ja merehoovused kalduvad gradiendi suunast kõrvale, mõjutades kliimat ja selle kaudu looduslikku tsoonilisust ja regionaalsust; Sellega on seotud suurte jõeorgude asümmeetria: põhjapoolkeral on paljudel jõgedel (Dnepri, Volga jt) sel põhjusel järsud paremkaldad, vasakkaldad on lauged ja lõunapoolkeral vastupidi.
Maa pöörlemisega on seotud loomulik aja mõõtühik - päeval ja see juhtub öö ja päeva vaheldus. On külgmised ja päikeselised päevad. Sideaalne päev– ajavahemik tähe kahe järjestikuse ülemise kulminatsiooni vahel läbi vaatluspunkti meridiaani. Sideerilise päeva jooksul teeb Maa täieliku tiiru ümber oma telje. Need on 23 tundi 56 minutit 4 sekundit. Astronoomilisteks vaatlusteks kasutatakse kõrvalpäevi. Tõelised päikesepäevad– ajavahemik Päikese keskpunkti kahe järjestikuse ülemise kulminatsiooni vahel läbi vaatluspunkti meridiaani. Tõelise päikesepäeva pikkus varieerub aastaringselt, peamiselt Maa ebaühtlase liikumise tõttu piki elliptilist orbiidi. Seetõttu on need ebamugavad ka aja mõõtmiseks. Praktilistel eesmärkidel nad kasutavad keskmised päikeselised päevad. Keskmist päikeseaega mõõdetakse nn keskmise päikesega – kujuteldava punktiga, mis liigub ühtlaselt mööda ekliptikat ja teeb täispöörde aastas, nagu tõeline Päike. Keskmine päikesepäev on 24 tundi pikk. Need on pikemad kui sidereaalsed päevad, kuna Maa pöörleb ümber oma telje samas suunas, milles ta liigub oma orbiidil ümber Päikese nurkkiirusega umbes 1° ööpäevas. Seetõttu liigub Päike tähtede taustal ja Maa peab veel "pöörama" umbes 1°, et Päike "tuleks" samale meridiaanile. Seega pöörleb Maa päikesepäeva jooksul ligikaudu 361°. Tõelise päikeseaja teisendamiseks päikeseajaks võetakse kasutusele korrektsioon – nn aja võrrand. Selle maksimaalne positiivne väärtus on + 14 minutit 11. veebruaril, maksimaalne negatiivne väärtus on –16 minutit 3. novembril. Keskmise päikesepäeva alguseks peetakse keskmise Päikese madalaima kulminatsiooni hetke – keskööd. Sellist ajalugemist nimetatakse tsiviilaeg.
Igapäevaelus on ebamugav kasutada ka keskmist päikeseaega, kuna see on iga meridiaani puhul erinev, kohalik aeg. Näiteks kahel kõrvuti asetseval meridiaanil, mis on tõmmatud intervalliga 1°, erineb kohalik aeg 4 minuti võrra. Erinevate kohalike aegade olemasolu eri meridiaanidel asuvates erinevates punktides tõi kaasa palju ebamugavusi. Seetõttu võeti 1884. aastal toimunud rahvusvahelisel astronoomiakongressil vastu tsooniaeg. Selleks jagati kogu maakera pind 24 ajavööndiks, igaüks 15°. Taga standardaeg Aktsepteeritakse iga tsooni keskmeridiaani kohalikku aega. Kohaliku aja teisendamiseks standardajaks ja tagasi on olemas valem T n – m = N – λ °, Kus T P - standardaeg, m - kohalik aeg, N– vöö numbriga võrdne tundide arv, λ ° – pikkuskraad, väljendatud tunniühikutes. Null (tuntud ka kui 24.) vöö on see, mille keskelt läbib nullmeridiaan (Greenwich). Tema aega võetakse kui universaalne aeg. Teades universaalaega, on standardaega lihtne arvutada valemi abil T n = T 0 + N, Kus T 0 - universaalne aeg. Vööd loetakse ida poole. Kahes naabervööndis erineb standardaeg täpselt 1 tunni võrra.Maal on mugavuse huvides ajavööndite piirid tõmmatud mitte rangelt mööda meridiaane, vaid mööda looduslikke piire (jõed, mäed) või riigi- ja halduspiire.
|
|
Meie riigis kehtestati standardaeg 1. juulil 1919. Venemaa paikneb kümnes ajavööndis: teisest kuni üheteistkümnendani. Kuid selleks, et meil suvist päevavalgust ratsionaalsemalt kasutada, kehtestati 1930. aastal valitsuse erimäärusega nn. sünnitusaeg, standardajast 1 tunni võrra ees.. Nii näiteks asub Moskva formaalselt teises ajavööndis, kus standardaega arvestatakse 30° ida pool asuva meridiaani kohaliku aja järgi. jne. Kuid tegelikult on Moskvas talvine aeg seatud kolmanda ajavööndi aja järgi, mis vastab kohalikule ajale meridiaanil 45° ida pool. d) See "nihe" toimib kogu Venemaal, välja arvatud Kaliningradi oblastis, kus kellaaeg vastab tegelikult teisele ajavööndile. |
|
Riis. 17. Meridiaani mööda liikuvate kehade kõrvalekalle põhjapoolkeral - paremale, lõunapoolkeral - vasakule |
Paljudes riikides nihutatakse aega tunni võrra edasi ainult suvel. Venemaal alates 1981. aastast ajavahemikul aprillist oktoobrini suveaeg nihutades aega rasedus- ja sünnituspuhkusega võrreldes tunni võrra ettepoole. Seega vastab suveaeg Moskvas tegelikult kohalikule ajale meridiaanil 60°E. d) nimetatakse kellaaega, mille järgi elavad Moskva ja selle teise ajavööndi elanikud Moskva. Moskva aja järgi koostab meie riik rongide ja lennukite sõidugraafikuid ning märgib kellaaega telegrammidesse.
Kaheteistkümnenda tsooni keskel, ligikaudu piki 180° meridiaani, 1884. a. rahvusvaheline kuupäevarida. See on kokkuleppeline joon maakera pinnal, mille mõlemal poolel langevad tunnid ja minutid kokku ning kalendrikuupäevad erinevad ühe päeva võrra. Näiteks uusaastapäeval kell 0.00 sellest liinist lääne pool on juba uue aasta 1. jaanuar ja ida pool alles vana aasta 31. detsember. Kuupäevade piiri ületamisel läänest itta tagastatakse kalendripäevade arvestuses üks päev ning idast läände jäetakse kuupäevade arvestuses üks päev vahele.
Päeva ja öö vaheldumine loob päevane rütm elavas ja elutus looduses. Ööpäevarütm on seotud valguse ja temperatuuri tingimustega. Tuntud on päevane temperatuuri kõikumine, päeva- ja öötuuled jne. Väga selgelt avaldub eluslooduse päevarütm. Teatavasti on fotosüntees võimalik ainult päevasel ajal, päikesevalguse käes ning paljudel taimedel avanevad õied erinevatel kellaaegadel. Tegevusaja järgi võib loomi jagada öisteks ja päevasteks: suurem osa neist on päeval ärkvel, kuid paljud (öökullid, nahkhiired, ööliblikad) on ärkvel ööpimeduses. Ka inimelu voolab ööpäevarütmis.
Riis. 18. Hämar ja valged ööd
Nimetatakse sujuva ülemineku perioodi päevavalgusest ööpimedusse ja tagasi õhtuhämaruses. IN need põhinevad optilisel nähtusel, mida täheldatakse atmosfääris enne päikesetõusu ja pärast päikeseloojangut, kui päike on veel (või juba) horisondist allpool, kuid valgustab taevast, kust valgus peegeldub. Hämariku kestus sõltub Päikese deklinatsioonist (Päikese nurkkaugusest taevaekvaatori tasapinnast) ja vaatluskoha geograafilisest laiuskraadist. Ekvaatoril on hämarus lühike ja suureneb koos laiuskraadiga. Hämarusperioode on kolm. Tsiviilhämarus täheldatakse siis, kui Päikese kese sukeldub madalalt (kuni 6° nurga all) ja lühikeseks ajaks horisondi alla. See on tegelikult Valged ööd, kui õhtune koit kohtub hommikukoidiga. Suvel täheldatakse neid laiuskraadidel 60 ° ja rohkem. Näiteks Peterburis (laiuskraad 59°56" N) kestavad need 11. juunist 2. juulini, Arhangelskis (64°33" N) - 13. maist 30. juulini. Navigatsioonihämarus mida täheldatakse siis, kui päikeseketta kese sukeldub 6–12° horisondi alla. Sel juhul on näha horisondi joon ja laevalt saab määrata selle kohal olevate tähtede nurga. Ja lõpuks, astronoomiline hämarus täheldatakse siis, kui päikeseketta kese langeb 12–18° horisondi alla. Samal ajal takistab koit taevas endiselt nõrkade valgustite astronoomilisi vaatlusi (joon. 18).
Maa pöörlemine annab kaks fikseeritud punkti - geograafilised poolused(Maa kujuteldava pöörlemistelje ja maapinna lõikepunktid) – ja võimaldab seega konstrueerida paralleelide ja meridiaanide koordinaatide ruudustiku. Ekvaator(lat. ekvaator - nivelleerija) - maakera lõikejoon tasapinnaga, mis läbib Maa keskpunkti, mis on risti selle pöörlemisteljega. Paralleelid(Kreeka parallelos – kulgeb kõrvuti) – Maa ellipsoidi ja ekvatoriaaltasandiga paralleelsete tasapindade lõikejooned. Meridiaanid(lat. meridlanus - keskpäev) - Maa ellipsoidi ja selle mõlemat poolust läbivate tasapindade lõikejoon. 1. meridiaani pikkus on keskmiselt 111,1 km.
Oleme kõik universumi kõige ilusama planeedi elanikud, vee rohkuse tõttu nimetatakse seda "siniseks". Päikesesüsteemis on ainult üks omataoline, kuid kõik head asjad saavad varem või hiljem otsa. Kas olete kunagi mõelnud, kui Maa ei liiguks, mis juhtuks? Püüame selles artiklis sellele küsimusele vastuse leida.
Kõik teavad oma kooliajast, et meie maakera on pallikujuline ja pöörleb ümber oma telje. Samuti on see pidevas liikumises meie soojus- ja valgusallika Päikese ümber. Mis on aga Maa pöörlemise põhjus?
Kõik need küsimused on üsna huvitavad, tõenäoliselt on iga meie planeedi elanik seda vähemalt korra elus küsinud. Koolikursus annab meile sellist teavet vähe. Näiteks teavad kõik, et Maa liikumise tulemusena kogeme päeva ja öö vaheldust, säilitades meile kõigile tuttava õhutemperatuuri. Kuid sellest kõigest ei piisa, sest see protsess ei piirdu sellega.
Pöörlemine ümber Päikese
Niisiis, me arvasime, et meie planeet on alati liikumises, kuid miks ja millise kiirusega Maa pöörleb? Oluline on teada, et kõik päikesesüsteemi planeedid pöörlevad teatud kiirusega ja kõik samas suunas. Kokkusattumus? Muidugi mitte!
Ammu enne inimese ilmumist tekkis meie planeet, see tekkis vesinikupilves. Pärast seda tekkis tugev šokk, mille tagajärjel hakkas pilv pöörlema. Küsimusele “miks” vastamiseks pidage meeles, et igal vaakumit läbival osakesel on oma inerts ja kõik osakesed tasakaalustavad seda.
Seega pöörleb kogu päikesesüsteem üha kiiremini. Sellest tekkis meie Päike ja seejärel kõik teised planeedid ning nad pärisid valgustilt samad liikumised.
Pöörleb ümber oma telje
See küsimus huvitab teadlasi ka praegu, hüpoteese on palju, kuid me esitame neist kõige usutavama.
Niisiis, eelmises lõigus me juba ütlesime, et kogu päikesesüsteem moodustati "prügi" kogunemisest, mis kogunes selle tulemusena, et tol ajal noor Päike seda meelitas. Hoolimata asjaolust, et suurem osa selle massist läks meie Päikesele, tekkisid selle ümber planeedid. Esialgu polnud neil sellist kuju, millega oleme harjunud.
Vahel need objektidega kokkupõrkel hävisid, kuid neil oli võime meelitada väiksemaid osakesi ja seeläbi omandasid oma massi. Meie planeedi pöörlemise põhjustasid mitmed tegurid:
- Aeg.
- Tuul.
- Asümmeetria.
Ja viimane pole viga, siis meenutas Maa väikese lapse tehtud lumepalli kuju. Ebakorrapärane kuju muutis planeedi ebastabiilseks, see puutus kokku tuule ja Päikese kiirgusega. Vaatamata sellele väljus ta tasakaalustamata asendist ja hakkas samade tegurite mõjul pöörlema. Ühesõnaga, meie planeet ei liigu iseenesest, vaid seda tõugati palju miljardeid aastaid tagasi. Me pole täpsustanud, kui kiiresti Maa pöörleb. Ta on alati liikvel. Ja peaaegu kahekümne nelja tunniga teeb see täieliku pöörde ümber oma telje. Seda liikumist nimetatakse ööpäevaseks. Pöörlemiskiirus pole igal pool ühesugune. Nii et ekvaatoril on see ligikaudu 1670 kilomeetrit tunnis ning põhja- ja lõunapoolus võivad üldse paigale jääda.
Kuid peale selle liigub meie planeet ka teistsugust trajektoori mööda. Maa täielik pööre ümber Päikese võtab aega kolmsada kuuskümmend viis päeva ja viis tundi. See selgitab, miks on liigaasta, mis tähendab, et on veel üks päev.
Kas on võimalik peatuda?
Kui Maa peatub, mis juhtub? Alustame sellest, et peatumist võib käsitleda nii ümber oma telje kui ka ümber Päikese. Analüüsime kõiki võimalusi üksikasjalikumalt. Selles peatükis käsitleme mõningaid üldisi punkte ja seda, kas see on üldse võimalik.
Kui arvestada Maa pöörlemise järsku peatumist ümber oma telje, siis on see praktiliselt ebareaalne. See võib tuleneda ainult kokkupõrkest suure objektiga. Täpsustagem kohe, et enam ei ole vahet, kas planeet pöörleb või on oma orbiidilt täiesti ära lennanud, sest peatumise võib põhjustada nii suur objekt, et Maa lihtsalt ei talu sellist lööki.
Kui Maa peatub, mis juhtub? Kui järsk peatumine on praktiliselt võimatu, siis aeglane pidurdamine on täiesti võimalik. Kuigi seda pole tunda, hakkab meie planeet juba tasapisi aeglustuma.
Kui me räägime ümber Päikese lendamisest, siis planeedi peatamine on antud juhul midagi ulme valdkonda kuuluvat. Kuid me jätame kõik tõenäosused kõrvale ja eeldame, et see juhtus. Kutsume teid iga juhtumit eraldi uurima.
Järsk peatus
Kuigi see valik on hüpoteetiliselt võimatu, eeldame seda siiski. Kui Maa peatub, mis juhtub? Meie planeedi kiirus on nii suur, et mis tahes põhjusel järsk peatumine lihtsalt hävitab kõik sellel oleva.
Alustuseks, mis suunas Maa pöörleb? Läänest itta kiirusega üle viiesaja meetri sekundis. Selle põhjal võime eeldada, et kõik, mis planeedil liigub, jätkab liikumist kiirusega üle 1,5 tuhande kilomeetri tunnis. Sama kiirusega puhuv tuul põhjustab võimsa tsunami. Ühel poolkeral on kuus kuud päeva ja siis saavad need, keda kõrgeim temperatuur ei kõrveta, kuus kuud tugevat pakast ja ööd. Mis siis, kui pärast seda on veel ellujäänuid? Need hävitatakse kiirgusega. Lisaks teeb meie tuum pärast Maa seiskumist veel mitu tiiru ja vulkaanid purskavad kohtades, kus neid varem kohatud pole.
Ka atmosfäär ei peata oma liikumist koheselt, see tähendab, et puhub tuul kiirusega 500 meetrit sekundis. Lisaks on võimalik osaline atmosfääri kadu.
See katastroofi versioon on inimkonna jaoks parim tulemus, sest kõik juhtub nii kiiresti, et ühelgi inimesel pole lihtsalt aega mõistusele tulla või toimuvast aru saada. Kuna kõige tõenäolisem tulemus on planeedi plahvatus. Teine asi on planeedi aeglane ja järkjärguline peatumine.
Esimese asjana meenub paljudele ühel pool igavene päev ja teisel pool igavene öö, aga tegelikult pole see teistega võrreldes väga suur probleem.
Sujuv peatus
Meie planeet aeglustab oma pöörlemist, teadlased väidavad, et inimesed ei näe selle täielikku peatumist, kuna see juhtub miljardite aastate pärast ja ammu enne seda suureneb Päikese maht ja põletab Maa lihtsalt ära. Kuid sellest hoolimata simuleerime lähitulevikus peatumisolukorda. Alustuseks vaatame küsimust: miks aeglane peatumine toimub?
Varem kestis päev meie planeedil umbes kuus tundi ja seda tegurit mõjutab tugevalt Kuu. Aga kuidas? See paneb vee oma külgetõmbejõuga vibreerima ja selle protsessi tulemusena toimub aeglane peatumine.
Ikka juhtus
Ühel poolkeral ootab meid igavene öö või igavene päev, kuid see pole suurim probleem võrreldes maa ja ookeani ümberjagamisega, mis toob kaasa kogu elu massilise hävimise.
Seal, kus on päikest, surevad kõik taimed järk-järgult välja ja muld praguneb põuast, aga teine pool on lumine tundra. Elamiseks sobivaim ala jääb vahepeale, kus on igavene päikesetõus või -loojang. Need territooriumid jäävad aga üsna väikeseks. Maa asub ainult ekvaatoril. Põhja- ja lõunapoolus on kaks suurt ookeani.
Pole erand, et inimene peab maapinnal elamisega kohanema ja pinnal kõndimiseks on vaja skafandreid.
Päikese ümber pole liikumist
See stsenaarium on lihtne, kõik, mis oli esiküljel, lendab kosmose vabasse ruumi, sest meie planeet liigub väga suure kiirusega, samal ajal kui teised saavad sama tugeva löögi maapinnale.
Isegi kui Maa oma liikumist järk-järgult aeglustab, kukub see lõpuks Päikese sisse ja kogu see protsess võtab aega kuuskümmend viis päeva, kuid keegi ei ela viimase nägemiseni, kuna temperatuur on umbes kolm tuhat kraadi Celsiuse järgi . Kui uskuda teadlaste arvutusi, siis kuu aja pärast ulatub temperatuur meie planeedil 50 kraadini.
See stsenaarium on praktiliselt ebareaalne, kuid Maa neeldumine Päikese poolt on tõsiasi, mida ei saa vältida, kuid inimkond seda päeva ei näe.
Maa langes orbiidilt välja
See on kõige fantastilisem variant. Ei, me ei lähe kosmosereisile, sest seal kehtivad füüsikaseadused. Kui vähemalt üks Päikesesüsteemi planeet lendab orbiidilt välja, toob see kaose kõigi teiste liikumisse ja langeb lõpuks Päikese “käppadesse”, mis neelavad selle endasse, meelitades seda oma massiga.