Oś Ziemi naszej planety w wektorze północnym jest skierowana do punktu, w którym gwiazda drugiej wielkości, zwana Polaris, znajduje się w części ogonowej konstelacji Niedźwiedzicy Mniejszej.
Ta gwiazda zakreśla mały okrąg na sferze niebieskiej o promieniu około 50 minut łuku w ciągu dnia.
W dawnych czasach wiedzieli o nachyleniu osi Ziemi
Bardzo dawno temu, w II wieku p.n.e. np. astronom Hipparch odkrył, że ten punkt jest ruchomy na gwiaździstym niebie i powoli przesuwa się w kierunku ruchu Słońca.
Wyliczył tempo tego ruchu na 1° na stulecie. Odkrycie to nazwano „precesją osi Ziemi”. To jest krok naprzód, czyli wstęp do równonocy. Dokładna wartość tego ruchu, stała precesja, wynosi 50 sekund rocznie. Na tej podstawie pełny cykl wzdłuż ekliptyki będzie trwał około 26 000 lat.
Precyzja jest ważna dla nauki
Wróćmy do pytania o biegun. Wyznaczenie jego dokładnego położenia wśród gwiazd jest jednym z najważniejszych zadań astrometrii, która zajmuje się pomiarami łuków i kątów na sferze niebieskiej w celu wyznaczenia współrzędnych gwiazd iplanety, ruchy własne i odległości do gwiazd, a także rozwiązywanie problemów praktycznej astronomii, ważnych dla geografii, geodezji i nawigacji.
Pozycję bieguna świata możesz znaleźć na zdjęciu. Wyobraź sobie długoogniskowy aparat fotograficzny, zrealizowany w formie astrografu, wycelowany nieruchomo w obszar nieba w pobliżu bieguna. Na takim zdjęciu każda gwiazda będzie opisywała mniej lub bardziej długi łuk koła z jednym wspólnym środkiem, który będzie biegunem świata - punktem, w który skierowany jest obrót osi Ziemi.
Trochę o kącie osi Ziemi
Płaszczyzna równika niebieskiego, prostopadła do osi Ziemi, również zmienia swoje położenie, co powoduje ruch punktów przecięcia równika z ekliptyką. Z kolei przyciąganie przez Księżyc równikowego przemieszczenia mas Ziemi ma tendencję do obracania Ziemi w taki sposób, że jej płaszczyzna równikowa przecina Księżyc. Ale w tym przypadku siły te działają nie na powłokę wodną Ziemi, ale na masy, które tworzą równikowe pęcznienie jej elipsoidalnej sylwetki.
Wyobraźmy sobie kulę wpisaną w elipsoidę Ziemi, której dotyka na biegunach. Taka kula jest przyciągana przez Księżyc i Słońce przez siły skierowane w jej centrum. Z tego powodu oś Ziemi pozostaje niezmieniona. To przyciąganie, działające na zgrubienie równikowe, ma tendencję do obracania Ziemi w taki sposób, że płaszczyzny równika ziemskiego i przyciągającego go obiektu pokrywają się, tworząc w ten sposób moment wywracający.
Słońce oddala sięrównika do ±23,5°, a odległość Księżyca od równika w ciągu miesiąca sięga prawie ±28,5°.
Zabawkowy top dla dzieci odsłania mały sekret
Gdyby Ziemia się nie obracała, miałaby tendencję do przechylania się, jakby kiwała głową, tak że równik cały czas podążałby za Słońcem i Księżycem.
Prawda, ze względu na ogromną masę i bezwładność Ziemi, takie wahania byłyby bardzo nieznaczne, ponieważ Ziemia nie miałaby czasu zareagować na tak szybką zmianę kierunku. Dobrze znamy to zjawisko na przykładzie dziecięcego bączka. Siła grawitacji ma tendencję do przewracania blatu, ale siła dośrodkowa zapobiega jego upadkowi. W rezultacie oś porusza się, opisując stożkowy kształt. A im szybszy ruch, tym węższa sylwetka. Oś Ziemi zachowuje się w ten sam sposób. To pewna gwarancja jego stabilnej pozycji w przestrzeni.
Kąt osi Ziemi wpływa na klimat
Ziemia porusza się wokół Słońca po orbicie, która jest prawie jak koło. Obserwacja prędkości gwiazd znajdujących się w pobliżu ekliptyki pokazuje, że w każdej chwili zbliżamy się do niektórych gwiazd i oddalamy się od przeciwległych na niebie z prędkością 29,5 km/h. Efektem tego jest zmiana pór roku. Nachylenie osi Ziemi do płaszczyzny orbity wynosi około 66,5 stopnia.
Ze względu na małą eliptyczną orbitę planeta jest nieco bliżej Słońca w styczniu niż w lipcu, ale różnica w odległości nie jest znacząca. Dlatego wpływ na odbiór ciepła od naszej gwiazdyledwo zauważalne.
Naukowcy uważają, że oś Ziemi jest niestabilnym parametrem naszej planety. Badania pokazują, że kąt nachylenia osi Ziemi w stosunku do płaszczyzny jej orbity był w przeszłości inny i zmieniał się okresowo. Według legend, które spłynęły do nas o śmierci Faetona, w opisach Platona jest wzmianka o przesunięciu osi w tym strasznym czasie o 28 °. Ta katastrofa miała miejsce ponad dziesięć tysięcy lat temu.
Pomarzmy trochę i zmień kąt Ziemi
Obecny kąt osi Ziemi w stosunku do płaszczyzny orbity wynosi 66,5° i zapewnia niezbyt gwałtowne wahania temperatur zimą i latem. Na przykład, gdyby ten kąt wynosił około 45°, co by się stało na szerokości geograficznej Moskwy (55,5°)? W maju w takich warunkach słońce osiągnie zenit (90°) i przesunie się do 100° (55,5°+45°=100,5°).
Przy tak intensywnym ruchu Słońca okres wiosenny minąłby znacznie szybciej, aw maju osiągnąłby szczyt temperatur, jak na równiku podczas maksymalnego przesilenia. Potem słabnie nieco, gdy słońce, mijając zenit, posuwa się trochę dalej. Potem wrócił, ponownie mijając zenit. Przez dwa miesiące, w lipcu i maju, panował nieznośny upał, około 45-50 stopni Celsjusza.
Teraz zastanów się, co by się stało z zimą, na przykład w Moskwie? Po przejściu drugiego zenitu nasza oprawa spadłaby w grudniu na 10 stopni (55,5°-45°=10,5°) nad horyzontem. Oznacza to, że wraz z nadejściem grudnia słońce wyszłoby więcejkrótki czas niż teraz, wznosząc się nisko nad horyzontem. W tym okresie słońce świeciło przez 1-2 godziny dziennie. W takich warunkach temperatury w nocy spadną poniżej -50 stopni Celsjusza.
Każda wersja ewolucji ma prawo do życia
Jak widać, dla klimatu na planecie ważne jest, pod jakim kątem osi Ziemi. Jest to fundamentalne zjawisko w łagodnym klimacie i warunkach życia. Chociaż być może w innych warunkach na planecie ewolucja poszłaby w nieco inny sposób, tworząc nowe typy zwierząt. A życie nadal by istniało w swojej innej różnorodności i być może znajdzie się w nim miejsce dla „innej” osoby.
