|
Czy precesja ma wpływ na zmiany klimatyczne które coraz bardziej są widoczne wkoło nas? Ziemia wykonuje ruch obrotowy wokół Słońca i jednocześnie ruch obiegowy wokół własnej osi. Na skutek oddziaływania grawitacyjnego Księżyca i Słońca (powstają pływy czyli przypływy i odpływy) i nierównomiernego rozmieszczenia masy Ziemi (spłaszczenie na biegunach)oś obrotu Ziemi nie może zachować stałego położenia w przestrzeni i zakreśla stożek.
Zjawisko to nazywamy precesją. Oś obrotu Ziemi nie jest więc prostopadła do jej płaszczyzny obiegu wokół Słońca (ekliptyki), ale pochylona pod kątem ok. 23,5°. Precesję można obserwować podczas powolnego ruchu zabawki zwanej bąkiem. Skutkiem precesji Ziemi jest przesuwanie się gwiazd wzdłuż ekliptyki (pozornej drogi rocznego ruchu Słońca) z prędkością niemal jednego stopnia na 72 lata. Jednocześnie biegun północny zakreśla na niebie duży okrąg (o kącie rozwarcia 23,5°), i coraz to inna gwiazda staje się "gwiazdą polarną", czyli gwiazdą znajdującą się w pobliżu osi obrotu Ziemi. Zakreślenie pełnego okręgu trwa 26000 lat (360°x72 lata).
Aktualnie Gwiazdą Polarną jest najjaśniejsza gwiazda Małej Niedźwiedzicy (Małego Wozu) alfa Ursae Minoris. Alfa Ursae Minoris (Gwiazda Polarna) jest gwiazdą potrójną, której najjaśniejszy składnik jest gwiazdą zmienną (cefeidą). Każdy na pewno słyszał kiedyś o Gwieździe Polarnej i wydaje mu się, że | gwiazdozbiór | daty w
starożytności | daty
faktyczne | | baran
byk
bliźnięta
rak
lew
panna
waga
skorpion
wężownik
strzelec
koziorożec
wodnik
ryby | 21.III-20.04
21.IV-21.V
22.V-21.VI
22.VI-22.VII
23.VII-23.VIII
24.VIII-23.IX
24.IX-23.X
24.X-23.XI
brak znaku
24.XI-21.XII
23.XII-20.I
21.I-19.II
20.II-20.III | 19.IV-13.V
14.V-20.VI
21.VI-20.VII
21.VII-10.VIII
11.VIII-16.IX
17.IX-30.X
31.X-22.XI
23.XI-29.XI
30.XI-17.XII
18.XII-18.I
19.I-15.II
16.II-11.III
12.III-18.IV | | swoją popularność zawdzięcza ona swojej jasności. Tak naprawdę, jest ona jednak aż 23 razy słabsza od najjaśniejszej gwiazdy nieba - Syriusza i jest gwiazdą średniej jasności. Kolejnymi "gwiazdami polarnymi" będą: za 1200 lat Alrai w gwiazdozbiorze Cefeusza, za 5000 lat Alderamin, za 12000 Wega, za 22000 Thuban a za 25000 lat ponownie alfa Ursae Minoris.
Podobnie przesuwa się po ekliptyce punkt równonocy wiosennej. W starożytności znajdował się on w gwiazdozbiorze Barana, obecnie wędruje przez gwiazdozbiór Ryb, a niebawem wejdzie w gwiazdozbiór Wodnika. Zmiana położenia ekliptyki na tle gwiazd powoduje zmiany terminów znaków zodiaku, czyli terminów w których Słońce znajduje się na tle określonych gwiazdozbiorów. W starożytności podzielono ekliptykę na 12 równych odcinków i na ich podstawie utworzono gwiazdozbiory, zwane znakami zodiaku, przypisując im konkretne gwiazdy. Obecnie w wyniku precesji Słońce wędruje inną drogą i jest widoczne na tle tych samych gwiazdozbiorów w innych terminach, co pokazuje tabela obok. Dodatkowo obecnie Słońce wchodzi w trzynasty gwiazdozbiór - Wężownik. Tradycyjne podziały urodzonych pod konkretnymi znakami zodiaku są więc nieaktualne a horoskopy gazetowe są tylko zabawą.
 Najsilniejsze od 40 lat trzęsienie ziemi, które zaszło 26 grudnia 2004 roku i wywołane nim tragiczne tsunami (są to pojedyncze fale długie, powstające na skutek trzęsienia ziemi występującego pod dnem morskim) spowodowały zmiany kształtu naszej planety. Jak obliczono efektem tego trzęsienia było przesunięcie się bieguna północnego o 2,5 cm w kierunku południka 154°E. Przesunięcie w tym kierunku już obserwowano przy poprzednich kataklizmach. Po silnych wstrząsach Ziemia staje się bardziej kulista i przez to zaczyna się szybciej obracać. Wynika to z zasady zachowania momentu pędu. Skoro nie działa na Ziemię żaden zewnętrzny moment siły to moment pędu musi pozostać stały. Jeśli nastąpiło wyrównanie powierzchni to masa przesunęła się w stronę środka Ziemi i średni promień nieznacznie zmalał. Wtedy prędkość obrotu musi wzrosnąć aby moment pędu nie uległ zmianie. Dlatego w wyniku ostatniego kataklizmu dzień się skrócił o 2,68 ms (to jedynie 0,00268 sekundy) i nastąpiła niewielka modyfikacja pola grawitacyjnego Ziemi. Teraz nie ma się co dziwić, że ciągle brakuje czasu, skoro dnia ubywa.
Jak powiedziano wcześniej Księżyc i Ziemia poruszają się wokół wspólnego środka masy. Powoduje to powstawanie pływów oceanicznych, atmosferycznych i litosferze czyli wewnątrz Ziemi. W przypadku Księżyca brak jest atmosfery i zbiorników wodnych, zostaj więc jedynie litosfera. Dzięki oporom ruchu (tarcie wewnętrzne) przemieszczenia mas) (wód, atmosfery, litosfery) związane są z wykonaniem pracy kosztem energii mechanicznej układu. Stracona w ten sposób przez układ energia mechaniczna ulega dyssypacji czyli zamienia się na energię wewnętrzną. Powoduje to zwalnianie szybkości obrotu poruszających się ciał. Siły pływowe wewnątrz Księżyca na spowolniły już na tyle rotację Księżyca, że stała się ona zsynchronizowana z ruchem obiegowym wokół Ziemi i dzięki temu Księżyc jest zwrócony do Ziemi stale tą samą stroną. Ponieważ Ziemia ma 81 razy większą masę niż Księżyc to spowolnienie trwa bardzo długo i następuje nieustanne wydłużanie doby. Obecnie Następuje wydłużenie o 4,4*10-8 sekundy na jeden obrót czyli dobę co daje 0,0016 sekund na stulecie. W takim | Epoka geologiczna | Wiek mln lat | Godzin w dniu | Dni w roku | | Współczesność
Kreda
Perm
Karbon
Dewon
Sylur | -
70
270
300
380
440 | 24,0
23,7
22,8
22,6
22,0
21,5 | 365,2
270,3
364,1
387,5
398,7
407,1 | | tempie zrównanie ruchu obiegowego Księżyca i ruchu obrotowego Ziemi nastąpiło by dopiero za 5,5 miliarda lat i doba wynosiłaby wtedy 1000 godzin, ale wcześniej za 5 mld lat Słońce stanie się czerwonym olbrzymem i najprawdopodobniej układ Ziemia - Księżyc tego nie przetrzyma. Efekt wydłużania się doby potwierdzają badania paleontologiczne co przedstawia tabela obok.
Zrównanie okresów obrotów następuje szybciej gdy masy obiegających się obiektów są podobne. Taka sytuacja ma miejsce w układzie Pluton - Charon, gdzie oba obiekty zwrócone są do siebie tymi samymi stronami.
W układzie izolowanym, a za taki układ możemy uważać Ziemię i Księżyca, całkowity moment pędu jest stały. Zmniejszanie się momentu pędu ruchu obrotowego Ziemi powoduje wzrost momentu pędu ruchu obiegowego układu. Można udowodnić, że Księżyc poruszać się będzie wtedy nieznacznie wolniej i jego odległość od Ziemi powoli będzie rosnąć, co stwierdzono doświadczalnie wykonując pomiary laserowe. Jak wyliczono Księżyc oddala się od Ziemi około 3,7 cm na rok. Za 5,5 mld lat przy tym samym tempie oddalania, jego odległość wzrosłaby z 60 promieni ziemskich do 73 ziemskich promieni.
Bardzo silne działanie pływowe wywiera masywny Jowisz (jego masa jest 318 razy większa niż masa Ziemi) na swoje najbliższe planety: Io, Europe, Ganimedesa i Kalisto. Szczególnie jest to widoczne na Io. Wydzielana energia wewnątrz tego księżyca jest tak duża, że ten niewielki obiekt do dziś zachował płynne wnętrze co prowadzi do działalności wulkanicznej obserwowanej przez Voyagery. Tyle o układzie Ziemia – Księżyc. Powrócimy do wiadomości ze szkoły, skąd się biorą pory roku?  Pory roku są to okresy klimatyczne, będące następstwem ruchu obiegowego Ziemi wokół Słońca i nachylenia osi ziemskiej do płaszczyzny orbity tego ruchu. Ruch obiegowy Ziemi przy stałym nachyleniu osi obrotu sprawia, że warunki oświetlenia Ziemi zmieniają się w rytmie rocznym, co pociąga za sobą zmiany klimatyczne oraz wpływa na wegetację roślin i tryb życia zwierząt. Nauka o wpływie pór roku na świat roślin i zwierząt to fenologia. W ciągu roku szerokość geograficzna, w której Słońce góruje w zenicie, zmienia się. Podstawą wyznaczenia dat zmian astronomicznych pór roku jest górowanie Słońca w zenicie nad równikiem bądź zwrotnikami. Ich występowaniu towarzyszą zmiany długości trwania dnia i nocy. W klimacie umiarkowanym tradycyjnie wyróżnia się cztery pory roku: wiosnę, lato, jesień i zimę, ale już teraz zaczęto wyróżniać dwie przejściowe pory roku: przedwiośnie i przedzimie. W innych klimatach może być wyróżniona inna liczba pór roku np. w strefie klimatów podzwrotnikowych: pora sucha (zima) i pora deszczowa (lato).  Ale to wszystko jest przy założeniu niezmienności położenia osi obrotowej ziemi. Jak już wiemy oś ziemi nie stoi w miejscu. Ziemia wiruje wokół swej osi, która nie jest prostopadła do okołosłonecznej orbity naszej planety, lecz niezmiennie odchylona od kierunku prostopadłego o mniej więcej 23,5o. Jednocześnie kula ziemska nie jest kulą, gdyż wirowanie spłaszczyło ją lekko na biegunach i wybrzuszyło na równiku. Mocno przesadzając, można powiedzieć, że jajowata Ziemia wiruje wokół krótszej osi. Siły grawitacyjnego przyciągania, wywierane przez Księżyc i Słońce na równikowe wybrzuszenie Ziemi, dążą do ustawienia pochylonej osi obrotu naszej planety prostopadle do jej orbity. Ale Ziemia wiruje zbyt szybko, aby poddać się woli tych sił i wynikiem tego mocowania jest swoisty kompromis: ruch precesyjny osi Ziemi po powierzchni stożka o rozwartości dwakroć po 23,5o i osi prostopadłej do ziemskiej orbity. W ten sposób, z jednej strony, oś Ziemi nie daje się wyprostować, zachowując stałe nachylenie do płaszczyzny orbity, z drugiej zaś strony - nie może zachować stałego położenia w przestrzeni, zakreślając cały stożek w ciągu około 26 tysięcy lat. Dzięki precesji oś ziemi zmienia swoje położenie o 47 stopni co 13000 lat. Co się stanie jeżeli oś ziemi zmieni swoje położenie? Gdyby to było 90 stopni pory roku powinny zamienić się okresami trwania. A więc na półkuli północnej w grudniu i styczniu powinno być lato a w czerwcu i lipcu zima. Precesja jednak nie jest 90 stopni, jest troszeczkę więcej niż połowę. To jednak nie zmienia postaci rzeczy że zima jest znacznie cieplejsza niż 13000 lat wcześniej. Co zaczyna się dziać? Zaczynają topnieć lądolody, wody oceaniczne zmieniają swoja temperaturę. Ziemia gubi swoje naturalne lustro odbijające promienie słoneczne. Przez topnienie lodowców zmienia się układ sił bezwładnościowych ziemi. Masy wody z zależności przyciągania ziemskiego, nie przybierają jednakowo we wszystkich częściach wybrzeży. Na samym Wschodnim wybrzeżu USA różnica ta może wynieść nawet 1,5 metra. Ocieplanie klimatu spowoduje wzrost pary wodnej, zróżnicowanie miejscowego nagrzania się ziemi a co za tym idzie dużych różnic ciśnienia atmosferycznego. Z tym związane są ruchy mas powietrza a więc wiatry dochodzące do siły huraganów. Ruchy płyt tektonicznych (wywołane zmianami czynników wpływających na siłę bezwładności) wywołają trzęsienia ziemi i wybuchy wulkanów. Do tego wszystkiego można jeszcze dodać wzmożoną aktywność słońca związaną z cyklicznością tego zjawiska, obliczaną na 2012 rok. Czy trzeba coś jeszcze dodawać? Myślę że to wszystko dzieje się dookoła nas. Jak już wielokrotnie ostrzegałem nadchodzą zmiany, które muszą nadejść. Jest to naturalna kolej rzeczy. Zródła ; wikipedia.pl fizyka.net.pl
|
Pogoda artykuły 
