Setiap 405 ribu tahun, orbit Bumi memanjang, membawa kepada kepupusan besar-besaran.
Para saintis dari Universiti Rutgers telah membuat kesimpulan bahawa setiap 405 ribu tahun, orbit Bumi memanjang disebabkan oleh pengaruh graviti dari Musytari dan Zuhrah, yang membawa kepada perubahan iklim di planet ini dan kepupusan besar-besaran, laporan.
Kitaran 405 ribu tahun telah diramalkan berdasarkan pengiraan pergerakan planet dan menjangkau kira-kira 215 juta tahun. Juga, perubahan dalam lokasi kutub magnet planet dikaitkan dengan tahap sisihan dari bulatan orbit Bumi.
Para saintis memperoleh data terperinci tentang perubahan arah medan magnet selepas menganalisis sedimen di Lembangan Newark Rift (New Jersey, Amerika Syarikat) dan batuan sedimen dalam pembentukan geologi Chinle Formation.
Sampel yang terhasil mengandungi mineral zirkon yang diselingi dengan magnetit, yang boleh digunakan untuk menilai keadaan medan magnet planet.
Keputusan yang diperolehi adalah konsisten dengan pengiraan teori, yang membolehkan kitaran digunakan untuk penentuan tarikh peristiwa yang lebih tepat yang berlaku di Bumi, termasuk kepupusan Triassic-Jurassic, apabila sejumlah besar spesies haiwan hilang, membebaskan ceruk ekologi untuk dinosaur.
Orbit bumi- trajektori Bumi mengelilingi Matahari pada jarak purata kira-kira 150 juta kilometer (152,098,238 km pada aphelion, 147,098,290 km pada perihelion). Orbit mempunyai bentuk elips. Satu revolusi, yang dipanggil tahun sidereal, berlangsung selama 365.2564 hari. Panjang orbitnya melebihi 940 juta km. Barycenter Bumi bergerak dari barat ke timur dengan kelajuan purata 29.783 km/s atau 107,218 km/j.
Kecondongan paksi putaran Bumi - sudut antara satah khatulistiwa jasad angkasa dan orbitnya - adalah sama dengan 23.439281
Turun naik dalam orbit Bumi boleh membawa kepada zaman ais baharu: saintis
Orbit Bumi berubah secara berkala disebabkan oleh getaran planet itu sendiri, serta daya graviti. Ini telah menyebabkan perubahan iklim berskala besar pada masa lalu dan mungkin berlaku lagi pada masa hadapan.
Para saintis yakin bahawa variasi orbit Bumi, seperti goyangan dan kecondongan planet pada paksi putarannya, serta pemanjangan berirama bentuk orbitnya, mempengaruhi bentuk dasar laut di Bumi.
Menurut laporan pakar geologi di Universiti Harvard, saintis sudah mengetahui bahawa turun naik orbit, yang dicetuskan oleh interaksi graviti antara Matahari dan planet-planet sistem suria, selalunya boleh mencapai perkadaran sedemikian sehingga ia membawa kepada kejadian yang dipanggil ais. umur. Ini telah berlaku sekurang-kurangnya dua kali di Bumi.
Semasa kitaran zaman ais, kebanyakan air bertukar menjadi ais dan kemudian diagihkan semula di antara lautan. Akhirnya, ais kembali hangat dan bertukar menjadi air, yang boleh menyebabkan perubahan dalam paras laut global sehingga 200 meter. Kitaran yang sama ini mengubah tekanan di dasar lautan dan mencetuskan kesan pada magma Bumi.
Kini sekumpulan saintis Harvard juga mendapati bahawa, pada hakikatnya, perubahan dasar laut berlaku bukan sahaja semasa dan selepas Zaman Ais, tetapi juga di antara mereka. Menurut pengiraan oleh pakar, turun naik planet secara langsung mempengaruhi jumlah kerak lautan, yang boleh berubah dalam ketebalan sehingga 1 km. Pakar juga mendapati bahawa perubahan dalam kerak memerlukan anjakan rabung lautan dan kawasan berdekatan.
Oleh itu, pakar telah mendedahkan bahawa Selat Juan de Fuca, yang memisahkan selatan Pulau Vancouver dari bahagian barat laut negeri Washington di Lautan Pasifik Utara, telah dicipta dengan tepat disebabkan oleh pergerakan bahagian bawah semasa tempoh interglasial. Panjangnya ialah 153 km. Ia telah dalam proses pembentukan selama 1 juta tahun yang lalu, dan ia adalah turun naik orbit yang menyumbang kepada penampilannya dalam bentuk semasa.
perubahan dalam kecenderungan orbit planet, perubahan dalam kecenderungan orbit elektron
Perubahan kecenderungan orbit satelit buatan - gerakan orbit, tujuannya (dalam kes umum) adalah untuk memindahkan satelit ke orbit dengan kecenderungan yang berbeza. Terdapat dua jenis gerakan ini:
- Perubahan kecenderungan orbit ke arah khatulistiwa. Ia dihasilkan dengan menghidupkan enjin roket di nod menaik orbit (di atas khatulistiwa). Nadi dikeluarkan dalam arah yang berserenjang dengan arah halaju orbit;
- Menukar kedudukan (longitud) nod menaik pada khatulistiwa. Dihasilkan dengan menghidupkan enjin roket di atas kutub (dalam kes orbit kutub). Impuls, seperti dalam kes sebelumnya, dikeluarkan dalam arah yang berserenjang dengan arah halaju orbit. Akibatnya, nod menaik orbit beralih di sepanjang khatulistiwa, dan kecondongan satah orbit ke khatulistiwa kekal tidak berubah.
Mengubah kecenderungan orbit adalah gerakan yang sangat memakan tenaga. Oleh itu, untuk satelit di orbit rendah (mempunyai kelajuan orbit kira-kira 8 km/s), menukar kecenderungan orbit ke khatulistiwa sebanyak 45 darjah akan memerlukan tenaga yang lebih kurang (kenaikan dalam kelajuan ciri) seperti untuk memasukkan ke orbit - kira-kira 8 km/s. Sebagai perbandingan, boleh diperhatikan bahawa keupayaan tenaga Pesawat Ulang-alik memungkinkan, dengan penggunaan penuh rizab bahan api atas kapal (kira-kira 22 tan: 8.174 kg bahan api dan 13.486 kg pengoksida dalam enjin manuver orbital), untuk menukar nilai kelajuan orbit hanya 300 m/s, dan kecondongan, sewajarnya (semasa manuver dalam orbit bulat rendah) adalah lebih kurang 2 darjah. Atas sebab ini, satelit buatan dilancarkan (jika boleh) terus ke orbit dengan kecenderungan sasaran.
Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes, perubahan dalam kecenderungan orbit masih tidak dapat dielakkan. Oleh itu, apabila melancarkan satelit ke orbit geostasioner dari kosmodrom latitud tinggi (contohnya, Baikonur), kerana adalah mustahil untuk segera meletakkan peranti itu ke orbit dengan kecenderungan kurang daripada latitud kosmodrom, perubahan kecenderungan orbit digunakan. . Satelit itu dilancarkan ke orbit rujukan rendah, selepas itu beberapa orbit perantaraan yang lebih tinggi terbentuk secara berurutan. Keupayaan tenaga yang diperlukan untuk ini disediakan oleh peringkat atas yang dipasang pada kenderaan pelancar. Perubahan kecenderungan dilakukan pada puncak orbit elips tinggi, kerana kelajuan satelit pada titik ini agak rendah, dan gerakan memerlukan tenaga yang lebih sedikit (berbanding dengan gerakan serupa dalam orbit bulat rendah).
Pengiraan kos tenaga untuk pergerakan perubahan kecenderungan orbit
Pengiraan kenaikan kelajuan () yang diperlukan untuk menjalankan manuver dikira menggunakan formula:
- - kesipian
- - hujah periapsis
- - anomali sebenar
- - era
- - aci gandar utama
Nota
- NASA. Penyimpanan dan Pengagihan Propelan. NASA (1998). Diperoleh pada 8 Februari 2008. Diarkibkan daripada yang asal pada 30 Ogos 2012.
- Bahan Api Kapal Angkasa
- Kawalan pergerakan kapal angkasa, M. Pengetahuan. Kosmonautik, Astronomi - B.V. Rauschenbach (1986).
| p·o·r Orbit | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
Jenis
Persamaan orbital · Apocenter dan periapsis · Halaju orbital · Parameter graviti · Vektor keadaan orbital · Tenaga orbital khas · Tork relatif khas · Gerakan ke hadapan · Gerakan mundur · Laluan orbit |
| Mekanik cakerawala | |
|---|---|
| Undang-undang dan tugas | Hukum Newton Hukum graviti universal Hukum Kepler Masalah dua jasad Masalah tiga jasad Masalah graviti N-jasad Masalah Bertrand Persamaan Kepler |
| Sfera cakerawala | Sistem koordinat cakerawala: galaksi mendatar pertama khatulistiwa ekliptik khatulistiwa kedua Sistem koordinat cakerawala antarabangsa Sistem koordinat sfera Paksi mundi Khatulistiwa cakerawala Kenaikan kanan Deklinasi Ekliptik Ekuinoks Solstis Satah asas |
| Parameter orbit | Unsur orbital Keplerian: kesipian paksi semimajor min longitud anomali nod menaik hujah periapsis Apocenter dan periapsis Kelajuan orbital Nod orbit Epoch |
| Pergerakan benda angkasa |
Pergerakan Matahari dan planet dalam sfera cakerawala Ephemeris Konfigurasi planet: perbarisan pemanjangan kuadratur kata hubung lawan planet Gerhana: gerhana matahari gerhana bulan saros Metonic cycle Coverage Passage Klimaks Tempoh Sidereal Tempoh sinodik Tempoh putaran Resonans orbit Jangkaan ekuinoks Penumpuan Librasi Sfera graviti Kesan Kozai Kesan Yarkovsky Kesan Dzhanibekov |
| Astrodinamik | |
| Penerbangan angkasa lepas | halaju melarikan diri: pertama (bulatan) kedua (parabola) ketiga keempat Formula Tsiolkovsky Manuver graviti Trajektori Gomanov Kaedah unsur berayun Pecutan pasang surut Perubahan kecenderungan orbit Rangkaian pengangkutan antara planet Docking Titik Lagrange Kesan perintis |
| Orbit kapal angkasa | Orbit geostasioner Orbit heliosentrik Orbit geosinkron Orbit geosentrik Orbit pemindahan geo Orbit Bumi rendah Orbit kutub Orbit Tundra Orbit segerak matahari Orbit kilat Orbit orbit |
perubahan kecondongan orbit bumi, perubahan kecondongan orbit planet-planet, perubahan kecondongan orbit elektron.
Ekologi
Bumi melalui empat musim kerana ia membuat satu revolusi mengelilingi Matahari, yang semuanya berlaku bersama-sama dengan waxing dan surutnya waktu siang selama enam bulan yang berlaku antara solstis musim sejuk dan musim panas.
Kita juga hidup dalam kitaran harian 24 jam di mana Bumi berputar pada paksinya tambahan pula, terdapat kitaran putaran Bulan selama 28 hari mengelilingi Bumi. Kitaran ini berulang tanpa henti. Walau bagaimanapun, terdapat banyak kehalusan tersembunyi di dalam dan di sekeliling kitaran ini yang kebanyakan orang tidak menyedari, tidak dapat menjelaskan atau langsung tidak perasan.
10. Titik tertinggi
Fakta: Matahari tidak semestinya mencapai titik tertinggi pada waktu tengah hari.
Bergantung pada masa tahun, kedudukan Matahari pada titik tertingginya berbeza-beza. Ini berlaku atas dua sebab: orbit Bumi ialah elips, bukan bulatan, dan Bumi pula condong ke arah Matahari. Memandangkan Bumi hampir selalu berputar pada kelajuan yang sama, dan orbitnya lebih laju daripada yang lain pada masa-masa tertentu dalam setahun, kadangkala planet kita sama ada memintas atau ketinggalan di belakang orbit bulatannya.
Perubahan yang disebabkan oleh kecondongan Bumi dapat dilihat dengan baik dengan membayangkan titik yang berdekatan di khatulistiwa Bumi. Jika anda mencondongkan bulatan titik sebanyak 23.44 darjah (kecondongan Bumi semasa), anda akan melihat bahawa semua titik kecuali yang kini terletak di khatulistiwa dan kawasan tropika akan menukar longitudnya. Terdapat juga perubahan pada masa Matahari berada pada titik tertinggi, ini juga berkaitan dengan longitud geografi di mana pemerhati berada, namun, faktor ini adalah tetap untuk setiap longitud.
9. Arah matahari terbit
Fakta: Matahari terbit dan terbenam tidak berubah arah serta-merta selepas solstis.
Kebanyakan orang percaya bahawa di hemisfera utara, matahari terbenam paling awal berlaku sekitar solstis Disember dan matahari terbenam terkini berlaku sekitar solstis Jun. Sebenarnya ini tidak benar. Solstices hanyalah tarikh yang menunjukkan panjang waktu siang terpendek dan terpanjang. Walau bagaimanapun, perubahan masa semasa tempoh tengah hari memerlukan perubahan dalam tempoh matahari terbit dan terbenam.
Semasa solstis Disember, tengah hari berlaku lewat 30 saat setiap hari. Memandangkan tiada perubahan pada waktu siang semasa solstis, matahari terbenam dan matahari terbit ditangguhkan selama 30 saat setiap hari. Memandangkan matahari terbenam lewat semasa solstis musim sejuk, matahari terbenam yang paling awal sudah mempunyai masa untuk "berlaku". Pada masa yang sama, pada hari yang sama matahari terbit juga lewat, anda perlu menunggu matahari terbit yang terbaru.
Ia juga berlaku bahawa matahari terbenam terkini berlaku dalam masa yang singkat selepas solstis musim panas, dan matahari terbit paling awal berlaku sejurus sebelum solstis musim panas. Walau bagaimanapun, perbezaan ini tidak begitu ketara berbanding dengan solstis Disember kerana perubahan waktu tengah hari akibat kesipian pada solstis ini bergantung kepada perubahan tengah hari akibat oblikuiti, tetapi kadar perubahan keseluruhan adalah positif.
8. Orbit elips Bumi
Kebanyakan orang tahu bahawa Bumi beredar mengelilingi Matahari dalam bentuk elips, bukan bulatan, tetapi kesipian orbit Bumi adalah lebih kurang 1/60. Planet yang mengorbit mataharinya sentiasa mempunyai kesipian antara 0 dan 1 (mengira 0, tetapi tidak mengira 1). Sipi 0 menunjukkan bahawa orbit adalah bulatan sempurna dengan matahari di tengah dan planet berputar pada kelajuan tetap.
Walau bagaimanapun, kewujudan orbit sedemikian sangat tidak mungkin, kerana terdapat kontinum nilai kesipian yang mungkin, yang dalam orbit tertutup diukur dengan membahagikan jarak antara matahari dan pusat elips. Orbit menjadi lebih panjang dan nipis apabila kesipian menghampiri 1. Planet sentiasa berputar lebih laju apabila ia semakin dekat dengan Matahari, dan semakin perlahan apabila ia bergerak menjauhinya. Apabila kesipian lebih besar daripada atau sama dengan 1, planet mengelilingi mataharinya sekali dan terbang ke angkasa selama-lamanya.
7. Bumi bergoyang
Bumi secara berkala melalui getaran. Ini dijelaskan terutamanya oleh pengaruh daya graviti, yang "meregangkan" bonjolan khatulistiwa Bumi. Matahari dan Bulan juga memberikan tekanan pada bonjolan ini, dengan itu mencipta getaran Bumi. Walau bagaimanapun, untuk pemerhatian astronomi setiap hari kesan ini boleh diabaikan.
Kecondongan dan longitud Bumi mempunyai tempoh 18.6 tahun, iaitu masa yang diperlukan untuk Bulan mengelilingi nod, mewujudkan goyangan antara dua minggu hingga enam bulan. Tempohnya bergantung pada orbit Bumi mengelilingi Matahari dan pada orbit bulan mengelilingi Bumi.
6. Bumi Rata
Fakta (semacam): Bumi benar-benar rata.
Penganut Katolik pada era Galileo mungkin hanya sedikit benar dalam mempercayai bahawa Bumi adalah rata. Kebetulan Bumi mempunyai bentuk hampir sfera, tetapi ia sedikit diratakan di kutub. Jejari khatulistiwa Bumi ialah 6378.14 kilometer, manakala jejari kutubnya ialah 6356.75 kilometer. Akibatnya, ahli geologi terpaksa menghasilkan versi latitud yang berbeza.
Latitud geosentrik diukur dengan latitud visual, iaitu, ia adalah sudut relatif kepada khatulistiwa ke pusat Bumi. Latitud geografi ialah latitud dari sudut pandangan pemerhati, iaitu sudut yang terdiri daripada garis khatulistiwa dan garis lurus yang melintas di bawah kaki seseorang. Latitud geografi ialah piawai untuk membina peta dan menentukan koordinat. Walau bagaimanapun, mengukur sudut antara Bumi dan Matahari (berapa jauh utara atau selatan Matahari bersinar di Bumi bergantung pada masa tahun) sentiasa dilakukan dalam sistem geosentrik.
5. Precession
Paksi bumi menghala ke arah atas. Selain itu, elips yang membentuk orbit Bumi berputar dengan sangat perlahan, menjadikan bentuk pergerakan Bumi mengelilingi Matahari hampir sama dengan daisy.
Sehubungan dengan kedua-dua jenis precession, ahli astronomi telah mengenal pasti tiga jenis tahun: tahun sidereal (365, 256 hari), yang mempunyai satu orbit berbanding bintang yang jauh; tahun anomali (365.259 hari), iaitu tempoh masa di mana Bumi bergerak dari titik terdekatnya (perihelion) ke titik paling jauh dari Matahari (aphelion) dan belakang; tahun tropika (365, 242 hari), berlangsung dari satu hari ekuinoks vernal ke hari berikutnya.
4. Kitaran Milankovitch
Ahli astronomi Milutin Milanković menemui pada awal abad ke-20 bahawa kecondongan, kesipian dan precession Bumi bukanlah kuantiti yang tetap. Dalam tempoh kira-kira 41,000 tahun, Bumi melengkapkan satu kitaran, di mana ia condong dari 24.2 - 24.5 darjah kepada 22.1 - 22.6 darjah dan ke belakang. Pada masa ini, kecondongan paksi Bumi semakin berkurangan, dan kita betul-betul separuh jalan kepada kecondongan minimum 22.6 darjah, yang akan dicapai dalam kira-kira 12,000 tahun. Sipi Bumi mengikuti kitaran yang jauh lebih tidak menentu, berlangsung selama 100,000 tahun, di mana ia turun naik antara 0.005 dan 0.05.
Seperti yang telah disebutkan, penunjuk semasanya ialah 1/60 atau 0.0166, tetapi kini ia menurun. Ia akan mencapai tahap minimum dalam 28,000 tahun. Beliau mencadangkan bahawa kitaran ini menyebabkan Zaman Ais. Apabila nilai kecenderungan dan kesipian sangat tinggi, dan presesi sedemikian rupa sehingga Bumi condong menjauhi atau ke arah Matahari, kita akan mengalami musim sejuk yang terlalu sejuk di Hemisfera Barat, dengan terlalu banyak ais mencair pada musim bunga. atau musim panas.
3. Pusingan perlahan
Disebabkan geseran yang disebabkan oleh pasang surut dan zarah sesat di angkasa, kelajuan putaran Bumi beransur-ansur menjadi perlahan. Dianggarkan bahawa dengan setiap abad, Bumi mengambil masa lima ratus saat lebih lama untuk berputar sekali. Pada permulaan pembentukan Bumi, satu hari berlangsung tidak lebih daripada 14 jam dan bukannya 24 jam hari ini. Putaran Bumi yang perlahan adalah sebab mengapa setiap beberapa tahun kita menambah sebahagian kecil saat kepada panjang hari.
Walau bagaimanapun, masa apabila sistem 24 jam kami tidak lagi relevan adalah terlalu jauh sehingga hampir tiada siapa yang membuat andaian tentang apa yang akan kami lakukan dengan masa tambahan yang muncul. Ada yang percaya bahawa kita boleh menambah tempoh masa tertentu pada setiap hari, yang akhirnya boleh memberi kita hari 25 jam, atau menukar tempoh jam dengan membahagikan hari kepada 24 bahagian yang sama.
2. Bulan semakin menjauh
Setiap tahun Bulan bergerak menjauhi orbit Bumi sebanyak 4 sentimeter. Ini disebabkan oleh pasang surut yang "dibawa" ke Bumi.
Graviti Bulan, bertindak ke atas Bumi, memesongkan kerak Bumi beberapa sentimeter. Kerana Bulan berputar lebih cepat daripada orbitnya, bonjolan menarik Bulan bersama-sama mereka dan menariknya keluar dari orbitnya.
1. Bermusim
Solstis dan ekuinoks melambangkan permulaan musim masing-masing, bukan titik tengahnya. Ini kerana Bumi mengambil masa untuk memanaskan atau menyejukkan. Oleh itu, bermusim dibezakan dengan panjang siang hari yang sepadan. Kesan ini dipanggil ketinggalan bermusim dan berbeza-beza bergantung pada lokasi geografi pemerhati. Semakin jauh seseorang bergerak dari kutub, semakin kurang kecenderungan untuk ketinggalan.
Di kebanyakan bandar di Amerika Utara, ketinggalan biasanya kira-kira sebulan, mengakibatkan cuaca paling sejuk berlaku pada 21 Januari dan cuaca paling panas pada 21 Julai. Walau bagaimanapun, orang yang tinggal di latitud sedemikian juga menikmati hari musim panas yang hangat pada penghujung bulan Ogos, memakai pakaian ringan dan juga pergi ke pantai. Selain itu, tarikh yang sama pada "sebelah lain" solstis musim panas akan sepadan dengan kira-kira 10 April. Ramai orang akan kekal hanya dengan menjangkakan musim panas.
Para saintis yang menggerudi batu purba di padang pasir Arizona berkata mereka telah mengesan peralihan beransur-ansur dalam orbit Bumi yang berulang setiap 405,000 tahun, memainkan peranan dalam variasi iklim semula jadi.
Ahli astrofizik telah lama membuat hipotesis bahawa kitaran wujud berdasarkan pengiraan mekanik cakerawala, tetapi pengarang kajian baru telah menemui bukti fizikal pertama yang boleh disahkan.
Mereka menunjukkan bahawa kitaran itu stabil selama ratusan juta tahun, bermula dengan kedatangan dinosaur dan masih beroperasi hari ini. Penyelidikan itu mungkin mempunyai implikasi bukan sahaja untuk penyelidikan iklim, tetapi juga untuk pemahaman kita tentang evolusi kehidupan di Bumi dan evolusi sistem suria.
Para saintis telah percaya selama beberapa dekad bahawa orbit Bumi mengelilingi matahari berubah daripada hampir bulat kepada kira-kira 5 peratus elips dan kembali semula setiap 405,000 tahun. Peralihan itu dianggap disebabkan oleh interaksi yang kompleks dengan pengaruh graviti Zuhrah dan Musytari, bersama-sama dengan badan sistem suria yang lain, kerana mereka semua mengorbit Matahari.
Ahli astrofizik percaya bahawa matematik di sebalik kitaran boleh dipercayai sehingga 50 juta tahun, tetapi selepas itu masalah menjadi terlalu rumit kerana terdapat terlalu banyak faktor untuk dipertimbangkan.
"Terdapat kitaran orbit lain yang lebih pendek, tetapi apabila anda melihat ke belakang masa, sangat sukar untuk mengetahui apa yang anda hadapi pada bila-bila masa kerana semuanya sentiasa berubah, " kata pengarang utama Dennis Kent, pakar dalam paleomagnetisme . di Balai Cerap Bumi Lamont-Doherty di Universiti Columbia dan Universiti Rutgers.
Bukti baharu terletak dalam 500 meter batu yang Kent dan pengarang bersamanya menggerudi ke taman negara di Arizona pada 2013, serta teras dalam yang lebih awal dari pinggir bandar New York dan New Jersey. Batuan Arizona telah terbentuk semasa Triassic Akhir, antara 209 juta dan 215 juta tahun yang lalu, apabila kawasan itu dilitupi oleh sungai berliku yang memendapkan sedimen. Dinosaur awal mula berkembang pada masa ini.
Para saintis mengkaji batuan Arizona dengan menganalisis lapisan tertanam abu gunung berapi yang mengandungi radioisotop yang mereput pada kadar yang boleh diramalkan. Di dalam sedimen, mereka juga mengesan pembalikan berulang dalam kekutuban medan magnet planet. Pasukan itu kemudian membandingkan data ini dengan teras New York dan New Jersey, yang menembusi tasik dan tanah lama yang mengekalkan bukti tempoh basah dan kering bergantian dalam sejarah Bumi.
Kent dan Olsen telah lama berhujah bahawa perubahan iklim yang nyata di batu-batu New York dan New Jersey dikawal oleh kitaran 405,000 tahun. Walau bagaimanapun, tiada lapisan abu gunung berapi untuk menetapkan tarikh yang tepat. Tetapi teras ini mengandungi pembalikan polariti seperti yang terdapat di Arizona.
Dengan menggabungkan dua set data, pasukan menunjukkan bahawa kedua-dua lokasi berubah pada masa yang sama, dan bahawa selang 405,000 tahun sememangnya sesuatu yang mengawal induk terhadap turun naik iklim. Ahli paleontologi Paul Olsen, pengarang bersama kajian itu, berkata kitaran itu tidak secara langsung mengubah iklim; sebaliknya, ia meningkatkan atau melemahkan kesan kitaran yang lebih pendek yang beroperasi secara lebih langsung.
Pergerakan planet yang mendorong variasi iklim dikenali sebagai kitaran Milankovitch, dinamakan sempena ahli matematik Serbia yang membangunkannya pada tahun 1920-an. Ia terdiri daripada kitaran 100,000 tahun pada kesipian orbit Bumi, serupa dengan goyangan 405,000 tahun yang hebat; Kitaran 41,000 tahun dalam kecondongan paksi Bumi berbanding orbitnya mengelilingi Matahari; dan kitaran 21,000 tahun yang disebabkan oleh goyangan paksi planet. Bersama-sama, perubahan ini mengubah bahagian tenaga suria yang mencapai Hemisfera Utara, dan ini seterusnya menjejaskan iklim.
Pada tahun 1970-an, saintis menunjukkan bahawa kitaran Milankovitch bertanggungjawab untuk pemanasan dan penyejukan berulang planet dan dengan itu permulaan dan pemberhentian zaman ais sejak beberapa juta tahun yang lalu.
Tetapi mereka masih berhujah tentang ketidakkonsistenan dalam data sepanjang tempoh ini, serta hubungan antara kitaran, dengan peningkatan dan penurunan paras karbon dioksida di satu pihak, dan kawalan iklim asas yang jelas di pihak yang lain. Memahami bagaimana semua ini berfungsi pada masa lalu yang lebih jauh adalah lebih sukar. Pertama, kekerapan kitaran yang lebih pendek hampir pasti berubah dari semasa ke semasa, tetapi tiada siapa yang boleh mengatakan dengan pasti berapa banyak.
Sebaliknya, kitaran sentiasa mempengaruhi satu sama lain. Kadang-kadang sesetengahnya tidak bertepatan dengan yang lain, dan mereka cenderung untuk membatalkan satu sama lain; atau beberapa kitaran mungkin berbaris satu demi satu untuk memulakan perubahan radikal yang mendadak. Membuat pengiraan tentang bagaimana mereka semua mungkin sesuai bersama menjadi lebih sukar jika kita ingin melihat lebih jauh ke masa lalu.
Kent dan Olsen mengatakan bahawa setiap 405,000 tahun, apabila kesipian orbit berada di puncaknya, perbezaan bermusim yang disebabkan oleh kitaran yang lebih pendek menjadi lebih sengit; musim panas lebih panas dan musim sejuk lebih sejuk; Musim kering lebih kering, musim hujan lebih lembap.
Sebaliknya akan berlaku 202,500 tahun kemudian, apabila orbit Bumi berada pada tahap paling bulat. Semasa Triassic Akhir, atas sebab yang tidak diketahui, ia adalah lebih panas daripada sekarang, selepas banyak kitaran, dan hampir tiada glasiasi. Kitaran 405,000 tahun kemudiannya menjelma dalam tempoh basah dan kering bergantian. Hujan memuncak apabila orbitnya paling sipi, mewujudkan keluasan air dalam yang meninggalkan lapisan syal hitam di timur Amerika Utara. Apabila orbit berada paling dekat dengan bulatan, ia menjadi kering, meninggalkan lapisan tanah yang lebih ringan.
Kerana semua faktor yang bersaing, Kent dan Olsen berkata masih banyak yang perlu dipelajari. "Ini adalah bahan yang sangat sukar, " kata Olsen. "Kami pada dasarnya menggunakan jenis matematik yang sama yang kami gunakan untuk menghantar kapal angkasa ke dan, sudah tentu, ia berfungsi. Tetapi sebaik sahaja anda mula memanjangkan gerakan antara planet kembali ke masa untuk mengetahui kesan ke atas iklim, anda tidak boleh mendakwa memahami dengan tepat bagaimana ia berfungsi." Menurutnya, irama metronomik kitaran ke-405 ribu dapat membantu penyelidik memahami perkara sukar ini.
Sekiranya anda tertanya-tanya, Bumi kini berada dalam bahagian hampir bulat dalam tempoh 405,000 tahun. Apakah maknanya bagi kita? "Mungkin tiada yang terlalu ketara," kata Kent. "Ini semua agak jauh di bawah senarai banyak faktor lain yang boleh mempengaruhi iklim dari masa ke masa yang penting kepada kami." Dennis Kent menegaskan bahawa, mengikut teori Milankovitch, kita sepatutnya berada di puncak trend pemanasan dalam kitaran 20,000 tahun yang berakhir dengan zaman ais terakhir; Bumi akhirnya mungkin mula menyejuk semula dalam masa beribu-ribu tahun, dan mungkin kemudian satu lagi zaman ais akan berlaku.
maklumat lanjut: Dennis V. Kent el al., "Bukti empirikal untuk kestabilan kitaran kesipian Musytari-Venus sepanjang 405 kilo tahun selama ratusan juta tahun," PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1800891115
Manuver orbit dengan perubahan dalam satah orbit boleh dilakukan dalam amalan hanya pada skala yang sangat terhad.
Mari kita andaikan bahawa kita ingin memutarkan satah orbit dengan sudut a mengelilingi garis yang menghubungkan satelit pada satu ketika dengan pusat Bumi, dan kita tidak mahu menukar sama ada saiz atau bentuk orbit. Jika orbit adalah bulat atau satelit berada di dalamnya
momen berada di perigee atau apogee untuk operasi sedemikian cukup untuk memutarkan vektor halaju dengan sudut yang sama a. Daripada segi tiga sama kaki halaju adalah mudah untuk mencari impuls halaju tambahan
di manakah kelajuan orbit. Untuk menukar orbit bulatan khatulistiwa menjadi kutub, anda perlu menambah kelajuan, iaitu parabola! Dengan rizab bahan api yang diperlukan, satelit seperti itu boleh terbang dari orbit Bumi rendah ke Bulan atau Marikh, mendarat di sana dan kemudian kembali ke Bumi!
Mari cuba selesaikan masalah kita secara bulat-bulat. Mari kita pindahkan satelit menggunakan enjin onboard dari orbit bulat ke orbit yang sangat memanjang (seperti orbit 4 dalam Rajah 17). Kelajuan di apogeenya boleh diabaikan dan mengubahnya ke mana-mana sudut tidak memerlukan kos (pada "infiniti" impuls peralihan ke satah gerakan baharu adalah sifar). Pada saat kembali ke titik permulaan dari orbit asal, adalah perlu untuk memperlahankan pergerakan ke kelajuan bulat. Semakin panjang orbit elips, semakin kecil jumlah tiga denyutan halaju. Dalam had ia adalah sama
yang dalam kes ketinggian awal akan menjadi lebih kurang juga tidak begitu kecil (cukup untuk mendarat di Bulan!).
Untuk sudut putaran kecil a, tiada gunanya "melalui infiniti." Faedah akan dikesan bermula dari sudut tertentu a, yang untuk orbit bulat ditentukan daripada persamaan
di mana Kelemahan "peralihan melalui infiniti" ("peralihan biparabolik", seperti yang mereka katakan) ialah masa operasi "tak terhingga": dalam kes terbang melepasi orbit bulan, ia melebihi 10 hari.
Peralihan melalui infiniti boleh menjadi praktikal jika kita bercakap bukan sahaja tentang mengubah kecenderungan orbit, tetapi juga tentang menaikkannya pada masa yang sama, khususnya jika ia diperlukan
pindahkan satelit dari orbit rendah, sangat condong ke arah khatulistiwa, ke orbit pegun. Dalam kes ini, peralihan tiga nadi mungkin menjadi lebih berfaedah daripada peralihan dua nadi, walaupun pada hakikatnya jejari orbit pegun adalah kurang daripada jejari genting Faedah ini dikesan jika kecenderungan orbit awal rendah lebih besar daripada 38.6°
Untuk kecenderungan, jumlah impuls apabila melalui infiniti dalam kes bermula dari orbit awal jejari adalah sama dengan Jika jarak apogee di mana impuls kedua dilaporkan (titik B dalam Rajah 36) adalah sama, maka jumlah impuls melebihi nilai yang ditunjukkan oleh Keseluruhan operasi memerlukan kira-kira 11 hari)