Почему земля вращается вокруг своей оси? Почему, при наличии трения, за миллионы лет она не остановилась (а может быть она и останавливалась и вращалась в другую сторону и не раз)? Чем определяется дрейф континентов? В чем причина землетрясений? Почему вымерли динозавры? Как научно объяснить периоды оледенений? В чем или точнее как научно объяснить эмпирическую астрологию? Попробуйте ответить последовательно на эти вопросы.

Тезисы

1. Причиной вращения планет вокруг своей оси является внешний источник энергии - Солнце.
2. Механизм вращения следующий:
   • Солнце нагревает газообразную и жидкую фазы планет (атмосфера и гидросфера).
   • В результате неравномерности нагрева возникают ‘воздушные’ и ‘морские’ течения, которые посредством взаимодействия с твердой фазой планеты начинают ее раскручивать в ту или иную сторону.
   • Конфигурация твердой фазы планеты, как лопатки турбины, определяет направление и скорость вращения.
3. Если твердая фаза не достаточно монолитна и тверда, то происходит ее перемещение (дрейф континентов).
4. Перемещение твердой фазы (дрейф континентов) может привести к ускорению или замедлению вращения вплоть до перемены направления вращения и т.д. Возможны колебательные и прочие эффекты.
5. В свою очередь, аналогично перемещаемая твердая верхняя фаза (земная кора) взаимодействует с нижележащими более стабильными в смысле вращения слоями Земли. На границе контакта выделяется большое количество энергии в виде тепла. Это тепловая энергия, по-видимому, и является одной из основных причин нагрева Земли. И эта граница является одним из районов, где происходит образование горных пород и минералов.
6. Все эти ускорения и замедления имеют долговременное действие (климат), и кратковременное действие (погода), и не только метеорологическое, но и геологическое, биологическое, генетическое.

Подтверждения

Просмотрев и сопоставив имеющиеся астрономические данные по планетам Солнечной системы делаю вывод, что данные по всем планетам укладываются в рамки данной теории. Там где есть 3 фазы состояния вещества там, скорость вращения наибольшая.

Более того, одна из планет, имея сильно вытянутую орбиту, имеет явно неравномерную по величине (колебательную) скорость вращения в течение своего года.

Таблица элементов солнечной системы

тела солнечной системы	Среднее Расстояние до Солнца , а. е.	Средний период вращения вокруг оси	Число фаз состояния вещества на поверхности	Число спутников	Сидерический период обращения , год	Наклон орбиты к эклиптике	Масса (ед. массы Земли)
Солнце		25сут (35 на полюсе)		9 планет			333000
Меркурий	0,387	58,65 сут			0,241		0,054
Венера	0,723	243 сут			0,615	3° 24’	0,815
Земля		23 ч 56м 4с
Марс	1,524	24ч 37м 23с			1,881	1° 51’	0,108
Юпитер	5,203	9ч 50м		16+п.кольцо	11,86	1° 18’	317,83
Сатурн	9,539	10ч 14м		17+кольца	29,46	2° 29’	95,15
Уран	19,19	10ч 49м		5+уз.кольца	84,01	0° 46’	14,54
Нептун	30,07	15ч 48м			164,7	1° 46’	17,23
Плутон	39,65	6,4 сут	2- 3 ?		248,9	17°	0,017

Интересны причины вращения вокруг своей оси Солнца. Какие силы это вызывают?

Несомненно, внутренние, поскольку поток энергии идет изнутри самого Солнца. А неравномерность вращения от полюса к Экватору? На это ответа пока нет.

Прямые измерения показывают, что скорость вращения Земли меняется в течение суток, так же как и погода. Так, например, согласно “Отмечены также периодические изменения скорости вращения Земли, соответствующие смене времен года, т.е. связанные с метеорологическими явлениями, в сочетании с особенностями распределения суши по поверхности земного шара. Иногда происходят внезапные изменения скорости вращения, не получившие объяснения...

В 1956г внезапное изменение скорости вращения Земли произошло после исключительно мощной вспышки на Солнце 25 февраля этого года”. Также, согласно “ с июня по сентябрь Земля вращается быстрее, чем в среднем за год, а остальное время - медленнее”.

Поверхностный анализ карты морских течений показывает, что большей частью морские течения определяют направление вращения земли. Северная и Южная Америка - приводной ремень всей Земли, через них два мощных течения крутят Землю. Другие течения передвигают Африку и образуют Красное море.

... Другие данные показывают, что морские течения вызывают дрейф части континентов . ” Исследователи Северо-западного университета США, а также нескольких других североамериканских, перуанских и эквадорских институтов...” использовали спутники для анализа измерения рельефа Анд. “Полученные данные обобщила в своей диссертации Лиза Леффер-Гриффин”. На следующем рисунке (справа) показаны результаты этих двухлетних наблюдений и исследований.

Черными стрелками показаны векторы скорости перемещения контрольных точек. Анализ этой картины еще раз ясно показывает, что Северная и Южная Америка - приводной ремень всей Земли.

Аналогичная картина наблюдается вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки, напротив точки приложения сил от течения находится район сейсмической активности и в результате - знаменитый разлом. Имеются параллельные цепочки гор которые наводят на мысль о периодичности выше описанных явлений.

Практическое приложение

Получает объяснение и наличие вулканического пояса - пояса землетрясений.

Пояс землетрясений не что иное, как гигантская гармошка, которая под действием растягивающих и сжимающих переменных сил постоянно находится в движении.

Следя за ветрами и течениями можно определить точки (районы) приложения раскручивающих и тормозящих сил и далее используя предварительно построенную математическую модель участка местности, можно математически строго, по сопромату рассчитать землетрясения!

Получают объяснение суточные колебания магнитного поля Земли, возникают совершено иные объяснения геологических и геофизических явлений, возникают дополнительные факты для анализа гипотез о происхождении планет солнечной системы.

Получает объяснение образование таких геологических образований, как островные дуги, например Алеутские или Курильские острова. Дуги образуются со стороны противоположной действию морских и ветровых сил, как результат взаимодействия подвижного континента (например, Евразия) с менее подвижной океанской корой (например, Тихий океан). При этом океанская кора не передвигается под материковую, а наоборот материк, надвигается на океан, и только в тех местах, где океанская кора передает усилия на другой континент (в данном примере Америка) океанская кора может подвигаться под континент и здесь дуг не образуется. В свою очередь, аналогично Американский континент передает усилия на кору Атлантического океана и через нее на Евразию и Африку, т.е. круг замкнулся.

Подтверждением такого перемещения является блочная структура разломов дна Тихого и Атлантического океана, перемещения происходят блоками вдоль направления действия сил.

Получают объяснения некоторые факты:

• почему вымерли динозавры (изменилась, уменьшилась скорость вращения и значительно увеличилась продолжительность дня возможно до полной перемены направления вращения);
• почему происходили периоды оледенений;
• почему у некоторых растений иной генетически определенный световой день.

Через генетику получает объяснение и такая эмпирически алхимическая астрология.

Экологические проблемы, связанные даже с незначительным изменением климата, через морские течения могут существенно повлиять на биосферу Земли.

Справка

Мощность солнечного излучения при подходе к Земле огромна ~ 1.5 квт.ч/м

2 .

Воображаемое тело Земли, ограниченное поверхностью, которая во всех точках

перпендикулярна к направлению гравитации и имеет один и тот же потенциал силы тяжести называется геоидом.

В действительности даже морская поверхность не соответствует форме геоида. Форма, которую мы видим в разрезе, является той самой более или менее уравновешенной гравитационной формой, какую достиг земной шар.

Существуют и локальные отклонения от геоида. Например, Гольфстрим возвышается над окружающей поверхностью воды на 100-150 см, возвышено Саргассово море и, наоборот понижен уровень океана у Багамских островов и над желобом Пуэрто-Рико. Причиной этих небольших различий являются ветры и течения. Восточные пассатные ветры гонят воду в западную часть Атлантики. Гольфстрим уносит этот избыток воды, поэтому его уровень выше уровня окружающих вод. Уровень Саргассова моря выше потому, что оно является центром круговорота течений и в него со всех сторон нагоняется вода.

Морские течения:

• Система Гольфстрим

Мощность при выходе из Флоридского пролива составляет 25 млн. м

3 / с, что в 20 раз превышает мощность всех рек на земле. В открытом океане мощность увеличивается до 80 млн. м 3 / с при средней скорости 1.5 м/c.

Антарктическое циркумполярное течение (АЦП)

, крупнейшее течение мирового океана, называемое также Антарктическим круговым течением и т.д. Направлено на восток и опоясывает Антарктиду непрерывным кольцом. Длина АЦП 20 тыс. км, ширина 800 – 1500 км. Перенос воды в системе АЦП ~ 150 млн. м 3 / с. Средняя скорость на поверхности по данным дрейфующих буев 0.18 м/c.

Куросио

- аналог Гольфстрима, продолжается как северо-Тихоокеанское (прослеживается до глубины 1-1.5 км, скорость 0.25 - 0.5 м/c), Аляскинское и Калифорнийское течения (ширина 1000 км средняя скорость до 0.25 м/c, в прибрежной полосе на глубине ниже 150 м проходит устойчивое противотечение).

Перуанское, течение Гумбольта

(скорость до 0.25 м/c, в прибрежной полосе имеются Перуанское и Перуано-Чилийское противотечения направленные на юг).

Тектоническая схема и система течений Атлантического океана.

1- Гольфстрим, 2 и 3 - экваториальные течения (Северное и Южное Пассатные течения), 4 - Антильское, 5 - Карибское, 6 - Канарское, 7 - Португальское, 8 - Северо-Атдантическое, 9 - Ирмингера, 10 - Норвежское, 11 - Восточно-Гренландское, 12 - Западно-Гренландское, 13 - Лабрадорское, 14 - Гвинейское, 15 - Бенгельское, 16 - Бразильское, 17 - Фолклендское, 18 - Антарктическое циркумполярное течение (АЦП)

1. Современные знания о синхронности ледниковых и межледниковых периодов на всем земном шаре свидетельствуют не столько об изменении потока солнечной энергии, сколько о циклических перемещениях земной оси. То, что оба эти явления существуют, было доказано со всей неопровержимостью . Когда на Солнце появляются пятна, ослабевает интенсивность его излучения. Максимальные отклонения от нормы интенсивности редко составляют более 2%, что явно недостаточно для возникновения ледового покрова. Второй фактор был изучен уже в 20-е годы Миланковичем, который вывел теоретические кривые колебаний солнечной радиации для различных географических широт. Есть данные, указывающие на то, что в плейстоцене в атмосфере было больше вулканической пыли. Слой антарктического льда, соответствующего возраста содержат вулканического пепла больше, чем более поздние слои (см. следующий ниже рисунок А. Гоу и Т.Вильямсон, 1971). Больше всего пепла обнаружено в слое, возраст которого 30000-16000 лет. Изучение изотопов кислорода показало, что этому же слою соответствуют более низкие температуры. Безусловно, этот аргумент свидетельствует о высокой вулканической деятельности.

Средние вектора движения литосферных плит

(по данным лазерных спутниковых наблюдений за последние 15 лет)

Сравнение с предыдущим рисунком еще раз подтверждает данную теорию вращения Земли!

Кривые палеотемператур и интенсивности вулканической деятельности, полученные путем исследования пробы льда на станции Берд в Антарктиде.

В ледяном керне обнаружены слои вулканического пепла. Графики показывают, что после интенсивной вулканической деятельности начался конец оледенения.

Сама вулканическая деятельность (при постоянстве солнечного потока) в итоге зависит от разности температур между экваториальными и полярными областями и конфигурации, рельефа поверхности материков, ложа океанов и рельефа нижней поверхности земной коры!

В. Фарранд (1965) и другие доказали, что события на начальном этапе ледникового периода происходили в следующей последовательности 1 - оледенение,

2 - охлаждение суши, 3 - охлаждение океана. На завершающей стадии сначала происходило таяние ледников и только потом потепление.

Движения литосферных плит (блоков) слишком медленны, чтобы прямо вызвать такие последствия. Вспомним, что скорость движения в среднем 4 см в год. За 11000 лет они сместились бы всего на 500 м. Но этого достаточно чтобы в корне изменить систему морских течений и таким образом уменьшить перенос тепла в полярные области

. Достаточно повернуть Гольфстрим или изменить Антарктическое циркумполярное течение и оледенение обеспечено!

Период полураспада радиоактивного газа радона составляет 3.85 суток, появление его с переменным дебетом на поверхности земли выше толщи песчано-глинистых отложений (2-3км) указывает на постоянное образование микротрещин, которые являются результатом неравномерности и разнонаправленности постоянно меняющихся в ней напряжений. Это является еще одним подтверждением данной теории вращения Земли. Хотелось бы проанализировать карту распределения радона и гелия по земному шару, к сожалению, я такими данными не располагаю. Гелий является элементом, который для своего образования требует значительно меньшей энергии чем другие элементы (кроме водорода).

Несколько слов для биологии и астрологии.

Как известно, ген более - менее стабильное образование. Для получения мутаций необходимы значительные внешние воздействия: радиационное (облучение), химическое воздействие (отравление), биологическое воздействие (инфекции и болезни). Таким образом, в гене, как по аналогии в годовых кольцах растений, фиксируются вновь приобретенные мутации. Особенно это известно на примере растений, имеются растения с длинным и с коротким световым днем. А это уже прямо свидетельствует о продолжительности соответствующего светового периода, когда образовался данный вид.

Все эти астрологические “штучки” имеют смысл только в привязке к определенной расе, народу, которые продолжительное время живут в своей родной среде. Там, где среда постоянна в течение года, нет смысла в знаках Зодиака и должна быть своя эмпирика - астрология, свой календарь. По-видимому, в генах содержится еще не выясненный, алгоритм поведения организма реализующийся при изменении окружающей среды (рождение, развитие, питание, размножение, заболевания). Так вот этот алгоритм эмпирически и пытается нащупать астрология

.

Некоторые гипотезы и выводы, вытекающие из данной теории вращения Земли

Итак, источником энергии вращения Земли вокруг собственной оси является Солнце. Известно, согласно , что явления прецессии, нутации и движение полюсов Земли не влияют на угловую скорость вращения Земли.

В 1754 г немецкий философ И.Кант объяснял изменения ускорения движения Луны тем, что приливные горбы, образуемые Луной на Земле, в следствие трения увлекаются вместе с твердым телом Земли в направлении вращении Земли (см рисунок). Притяжение Луной этих горбов в сумме дает пару сил, тормозящую вращение Земли. Далее математическая теория “векового замедления” вращения Земли была развита Дж.Дарвином .

До появления данной теории вращения Земли считалось, что никакими процессами, происходящими на поверхности Земли, также как и влиянием внешних тел, не удавалось объяснить изменений вращения Земли. Глядя на выше приведенный рисунок, кроме выводов о торможении вращения Земли, можно сделать более глубокие выводы. Обратите внимание, приливный горб находится впереди по направлению вращения Луны. А это верный признак, что Луна не только тормозит вращение Земли, но и вращение Земли поддерживает движение Луны вокруг Земли . Тем самым, энергия вращения Земли “передается” Луне. Из этого вытекают и более общие выводы по отношению спутникам других планет. Спутники имеют устойчивое положение, только если планета имеет приливные горбы, т.е. гидросферу или значительную атмосферу, и при этом спутники должны вращаться в сторону вращения планеты и в одной плоскости. Вращение спутников в противоположных направлениях прямо указывает на неустановившийся режим - на недавнее изменение направления вращения планеты или на недавнее соударение спутников между собой.

По этому же закону протекают взаимодействия Солнце – планеты. Но здесь из-за множества приливных горбов должны иметь место колебательные эффекты с сидерическими периодами обращения планет вокруг Солнца.

Основной период - 11,86 лет от Юпитера, как самой массивной планеты.

1. Новый взгляд на эволюцию планет

Таким образом, данная теория объясняет существующую картину распределения момента импульса (количества движения) Солнца и планет и нет необходимости в гипотезе О.Ю. Шмидта по случайному захвату Солнцем “ протопланетного облака”. Выводы В.Г.Фесенкова об одновременном образовании Солнца и планет получают еще одно подтверждение.

Следствием

данной теории вращения Земли может явиться гипотеза о направлении эволюции планет по направлению от Плутона к Венере. Таким образом, Венера является будущим прообразом Земли. Планета перегрелась, океаны испарились. Это подтверждается выше приведенными графиками палеотемператур и интенсивности вулканической деятельности, полученными путем исследования пробы льда на станции Берд в Антарктиде.

С точки зрения данной теории, инопланетная цивилизация если и зародилась, то не на Марсе, а на Венере. И следует искать не марсиан, а потомков Венериан, которыми мы же, может быть, в какой-то степени и являемся.

1. Экология и климат

Таким образом, данная теория опровергает идею о постоянном (нулевом) тепловом балансе. В известных мне балансах нет энергии землетрясений, дрейфа континентов, приливов и отливов, разогрева Земли и образования горных пород, поддержания вращения Луны, биологической жизни. (Получается, что биологическая жизнь - это один из способов поглощения энергии ). Известно , что атмосфера на производство ветра использует менее 1% энергии на поддержание системы течений. В тоже время из общего количества тепла, переносимого течениями в 100 раз большая величина может быть потенциально использована. Так вот эта в 100 раз большая величина и еще энергия ветра и используются неравномерно по времени на землетрясения, тайфуны и ураганы, дрейф континентов, приливы и отливы, разогрев Земли и образование горных пород, поддержание вращения Земли и Луны и т.д.

Экологические проблемы, связанные даже с незначительным изменением климата из-за изменений морских течений, могут существенно повлиять на биосферу Земли. Всякие необдуманные (или преднамеренные в интересах какой-то одной нации) попытки изменить климат путем поворота (Северных) рек, прокладки каналов (Канин нос), строительства плотин через проливы и т.д., из-за быстроты реализации помимо прямой выгоды обязательно приведут к изменению существующего “сейсмического равновесия” в земной коре т.е. к образованию новых сейсмических зон.

Иными словами, надо сначала разобраться во всех взаимосвязях, а затем научиться управлять вращением Земли - это одна из задач дальнейшего развития цивилизации.

P.S.

Несколько слов о влиянии солнечных вспышек на сердечно-сосудистых больных.

В свете данной теории влияние солнечных вспышек на сердечно-сосудистых больных по-видимому происходит не из-за возникновения повышенной напряженности электромагнитных полей на поверхности Земли. Под линиями электропередач напряженность этих полей значительно выше и на сердечно-сосудистых больных заметного влияния это не оказывает. Влияние солнечных вспышек на сердечно-сосудистых больных по-видимому сказывается посредством воздействия периодическим изменением горизонтальных ускорений при изменении скорости вращения Земли. Аналогично можно объяснить и всевозможные аварии, в том числе и на трубопроводах.

1. Геологические процессы

Как уже отмечалось выше (см тезис №5), на границе контакта (граница Мохоровичича) выделяется большое количество энергии в виде тепла. И эта граница является одним из районов, где происходит образование горных пород и минералов. Характер реакций (химический или атомный, по-видимому даже оба) неизвестен, но на основании некоторых фактов уже можно сделать следующие выводы.

1. По разломам земной коры идет восходящий поток элементарных газов: водорода, гелия, азота и т.д.
2. Поток водорода является определяющим при образовании многих месторождений полезных ископаемых, в том числе угля и нефти.

Метан угольных месторождений является продуктом взаимодействия потока водорода с угольным пластом! Общепринятый метаморфический процесс торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит без учета потока водорода не является достаточно полным. Известно, что уже на стадиях торф, бурый уголь метан отсутствует. Также имеются данные (профессор И.Шаровар) о наличии в природе антрацитов, в которых нет даже и молекулярных следов метана. Результатом взаимодействия потока водорода с угольным пластом можно объяснить не только наличие самого метана в пласте и его постоянное образование, но и все многообразие марок углей. Коксующиеся угли, поток и наличие большого количества метана в крутопадающих месторождениях (наличие большого числа разломов) и корреляция этих факторов является подтверждением данного предположения.

Нефть, газ – продукт взаимодействия потока водорода с органическими остатками (угольным пластом). Подтверждением такого взгляда является взаимное расположение угольных и нефтяных месторождений. Если наложить карту распределения угольных толщ на карту распределения нефти, то наблюдается следующая картина. Эти месторождения не пересекаются! Нет места, где бы поверх угля была бы нефть! Кроме того, замечено, что нефть лежит в среднем значительно глубже, чем уголь и приурочена к разломам в земной коре (где должен наблюдаться восходящий поток газов, в том числе и водорода).

Хотелось бы проанализировать карту распределения радона и гелия по земному шару, к сожалению, я такими данными не располагаю. Гелий в отличие от водорода является инертным газом, который в значительно меньшей степени, чем другие газы поглощается горными породами и может служить признаком глубинного потока водорода.

1. Все химические элементы, в том числе и радиоактивные образуются и в настоящее время! Причиной тому является вращение Земли. Эти процессы проходят как на нижней границе земной коры, так и более глубоких слоях Земли.

Чем Земля быстрее вращается, тем эти процессы (в том числе и образование минералов и горных пород) идут быстрее. Поэтому земная кора континентов толще, чем земнвя кора ложа океанов! Так как области приложения тормозящих и раскручивающих планету сил, от морских и воздушных течений, в значительно большей степени находятся на материках чем в ложе океанов.

Метеориты и радиоактивные элементы

Если допустить, что метеориты являются частью солнечной системы и вещество метеоритов образовалось одновременно с ней, то по составу метеоритов можно проверить правильность данной теории вращения Земли вокруг собственной оси.

Различают метеориты железные и каменные. Железные состоят из железа, никеля, кобальта и тяжелых радиоактивных элементов, таких, как уран и торий, не содержат. Каменные метеориты состоят из различных минералов и силикатных пород, в которых можно обнаружить присутствие различных радиоактивных компонентов урана, тория, калия и рубидия. Существуют и железокаменные метеориты, занимающие по составу промежуточное положение между железными и каменными метеоритами. Если предположить, что метеориты - это остатки от разрушенных планет или их спутников, то каменные метеориты соответствуют коре этих планет, а железные их ядру. Таким образом, наличие радиоактивных элементов в каменных метеоритах (в коре) и отсутствие их в железных (в ядре) подтверждает образование радиоактивных элементов не в ядре, а на контакте кора ядро (мантия). Следует также учесть что железные метеориты в среднем значительно древнее каменных на величину порядка одного миллиарда лет (так как кора моложе ядра). Предположение,что такие элементы как уран и торий, унаследованы из прародительской среды, а не возникли “одновременно” с остальными элементами неверно, поскольку в более молодых каменных метеоритах радиоактивность есть, а в более древних железных нет! Таким образом, физический механизм образования радиоактивных элементов еще предстоит найти! Возможно, это

что-то вроде туннельного эффекта применительно к атомным ядрам!

1. Влияние вращения земли вокруг своей оси на эволюционное развитие мира

Известно, что за последние 600 млн. лет животный мир земного шара коренным образом менялся по крайней мере 14 раз. В то же время за последние 3 млрд. лет по крайней мере 15 раз на Земле наблюдались общие похолодания и великие оледеденения. Рассматривая шкалу палеомагнетизма (см. рис.) можно заметить тоже не менее 14 зон переменной полярности т.е. зон частой смены полярности. Эти зоны переменной полярности согласно данной теории вращения Земли соответствуют периодам времени, когда Земля обладала неустановившимся (колебательный эффект) направлением вращения вокруг собственной оси. То есть в эти периоды должны наблюдаться наиболее неблагоприятные для животного мира условия с постоянным изменением светового дня, температур, а также с геологической точки зрения изменением вулканической деятельности, сейсмической активности и горообразования.

Следует заменить, что к этим периодам приурочены образования принципиально новых видов животного мира. Например, в конце Триаса находится самый большой по длительности период (5 млн. лет), во время которого образовались первые млекопитающие. Появление первых рептилий соответствует такому же периоду в Карбоне. Появление амфибий соответствует такому же периоду в Девоне. Появление покрытосеменных растений соответствует такому же периоду в Юре и появление первых птиц непосредственно предшествует этому же периоду в Юре. Появление хвойных растений соответствует такому же периоду в Карбоне. Появление плаунов и хвощей соответствует такому же периоду в Девоне. Появление насекомых соответствует такому же периоду в Девоне.

Таким образом, связь появления новых видов с периодами с переменным неустойчивым направлением вращения Земли очевидна. Что касается вымирания отдельных видов, то изменение направления вращения Земли по-видимому не оказывает основного решающего действия, основным решающим фактором в этом случае является естественный отбор!

Использованная литература.

1. В.А. Волынский. “Астрономия”. Просвещение. Москва. 1971г
2. П.Г. Куликовский. “Справочник любителя астрономии”. Физматгиз. Москва. 1961г
3. С. Алексеев. “Как растут горы”. Химия и жизнь ХХI век №4. 1998г Морской энциклопедический словарь. Судостроение. Санкт Петербург. 1993г
4. Кукал “Великие загадки земли”. Прогресс. Москва. 1988г
5. И.П. Селинов “Изотопы том III”. Наука. Москва. 1970г “Вращение Земли” БСЭ том 9. Москва.
6. Д.Толмазин. “Океан в движении”. Гидрометеоиздат. 1976г
7. А. Н.Олейников “Геологические часы“. Недра. Москва. 1987г
8. Г.С.Гринберг, Д.А.Долин и др. “Арктика на пороге третьего тысячелетия“. Наука. Санкт Петербург 2000г

Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца происходит непрерывно. Многие явления зависят от этого движения. Так, день сменяет ночь, один сезон другой, в разных областях устанавливается различный климат.

Суточное вращение Земли, по подсчетам ученых, составляет 23 часа, 56 минут, 4,09 секунды. Таким образом, происходит один полный оборот. Со скоростью приблизительно 1 670 км/час планета совершает движение вокруг оси. К полюсам скорость снижается до нуля.

Человек не замечает вращение связано с тем, что все предметы, находящиеся рядом с ним, движутся одновременно и параллельно с той же скоростью.

Осуществляется по орбите. Расположена она на воображаемой поверхности, проходящей сквозь центр нашей планеты и Эта поверхность именуется плоскостью орбиты.

Сквозь центр Земли проходит воображаемая линия между полюсами - ось. Эта линия и плоскость орбиты не перпендикулярны. Наклон оси примерно равен 23,5 градусам. Величина угла наклона всегда остается одинаковой. Линия, вокруг которой движется Земля, всегда наклонена в одну сторону.

Движение по орбите занимает у планеты год. Вращение Земли при этом осуществляется против часовой стрелки. Следует отметить, что орбита не является идеально круглой. Среднее расстояние до Солнца порядка ста пятидесяти миллионов километров. Оно (расстояние) меняется в среднем на три миллиона километров, формируя, таким образом, незначительный орбитальный овал.

Оборот Земли по орбите равен 957 млн. км. Это расстояние планета преодолевает за триста шестьдесят пять дней, шесть часов, девять минут и девять с половиной секунд. Согласно подсчетам, вращение Земли по орбите происходит со скоростью 29 километров в секунду.

Ученые выяснили, что движение планеты замедляется. Связано это, главным образом, с приливным торможением. На поверхности Земли под влиянием притяжения Луны (в большей степени) и Солнца формируются приливные валы. Они перемещаются с востока на запад (вслед за этими в противоположном движению нашей планеты направлении.

Меньшее значение придается приливам в литосфере Земли. При этом происходит деформация твердого тела в форме несколько запаздывающей приливной волны. Она провоцирует возникновение тормозящего момента, что способствует тому, что замедляется вращение Земли.

Необходимо отметить, что приливы в литосфере влияют на процесс торможения планеты всего лишь на 3%, остальные 97% приходятся на долю морских приливов. Эти данные удалось получить в результате создания карт волн лунных и солнечных приливов.

На скорость Земли оказывает воздействие и атмосферная циркуляция. Она считается основной причиной сезонного неравномерного атмосферы происходит с востока на запад в низких широтах, и с запада на восток - в высоких и умеренных широтах. При этом у западных ветров момент импульса положительный, а у восточных ветров отрицательный и, согласно расчетам, в несколько раз меньше, чем у первых. Эта разница перераспределяется между Землей и атмосферой. При усилении западного ветра или ослаблении восточного у атмосферы возрастает, а у Земли уменьшается. Таким образом, движение планеты замедляется. При усилении восточных ветров и ослаблении западных, соответственно, у атмосферы уменьшается момент импульса. Таким образом, движение Земли становится быстрее. Суммарный момент импульса у атмосферы и планеты является величиной неизменной.

Ученым удалось выяснить, что удлинение суток до 1620 года происходило в среднем на 2,4 миллисекунды в сто лет. После этого года величина уменьшилась практически вдвое и стала составлять 1,4 миллисекунды в сто лет. При этом согласно некоторым недавним подсчетам и наблюдениям, замедление Земли происходит в среднем на 2,25 миллисекунды в сто лет.

Еще в глубокой древности, наблюдая звездное небо, люди заметили, что днем солнце, а на ночном небе - почти все звезды - время от времени повторяют свой путь. Это наводило на мысль о том, что для этого явления есть две причины. Или происходит на фоне неподвижного звездного неба, или же небо вращается вокруг Земли. Клавдий Птолемей, выдающийся древнегреческий астроном, ученый и географ, как будто решил этот вопрос, убедив всех, что вращаются Солнце и небо вокруг неподвижной Земли. Несмотря на то, что не могла объяснить многих с этим смирились.

Гелиоцентрическая же система, основанная на другой версии, завоевывала свое признание в долгой и драматичной борьбе. Погиб на костре Джордано Бруно, престарелый Галилей признал «правоту» инквизиции, но «...все-таки она вертится!»

Сегодня вращение Земли вокруг Солнца считается вполне доказанным. В частности, движение нашей планеты по околосолнечной орбите доказывается аберрацией звездного света и параллактическим смещением с периодичностью, равной одному году. Сегодня установлено, что направление вращения Земли, точнее, ее барицентра, по орбите совпадает с направлением ее вращения вокруг оси, то есть происходит с запада на восток.

Имеется множество фактов, говорящих о том, что Земля движется в пространстве по очень сложной орбите. Вращение Земли вокруг Солнца сопровождается ее движением вокруг оси, прецессией, нутационными колебаниями и стремительным полетом вместе с Солнцем по спирали в пределах Галактики, которая также не стоит на месте.

Вращение Земли вокруг Солнца, как и других планет, проходит по эллиптической орбите. Поэтому однажды в год, 3 января, Земля находится максимально близко от Солнца и один раз, 5 июля, удаляется от него на самое большое расстояние. Разница между перигелием (147 млн. км) и афелием (152 млн. км), по сравнению с расстоянием от Солнца до Земли, очень мала.

Двигаясь по околосолнечной орбите, наша планета делает 30 км за секунду, и оборот Земли вокруг Солнца завершается в течение 365 д. 6 ч. Это - так называемый сидерический, или звездный, год. Для практического удобства принято считать 365 дней в году. «Добавочные» 6 часов за 4 года в сумме дают 24 часа, то есть еще одни сутки. Эти-то (набежавшие, лишние) сутки и прибавляют к февралю раз в 4 года. Поэтому в нашем календаре 3 года включают 365 дней, а високосный - четвертый год, содержит 366 дней.

Ось собственного вращения Земли расположена под наклоном к орбитальной плоскости в 66,5°. В связи с этим в течение года лучи солнца падают на каждую точку земной поверхности под ин

ыми углами. Таким образом, в разные времена года точки на разных получают в одно и то же время неодинаковое количество света и тепла. Из-за этого в умеренных широтах времена года имеют резко выраженный характер. В то же время в течение всего года солнечные лучи на экваторе падают на землю под одинаковым углом, поэтому и времена года там незначительно отличаются друг от друга.

Вращение Земли вокруг своей оси

Вращение Земли – одно из движений Земли, которое отражает множество астрономических и геофизических явлений, происходящих на поверхности Земли, в её недрах, в атмосфере и океанах, а также в ближнем Космосе.

Вращением Земли объясняется смена дня и ночи, видимое суточное движение небесных тел, поворот плоскости качаний груза, подвешенного на нити, отклонение падающих тел к востоку и др. Вследствие вращения Земли на тела, движущиеся по её поверхности, действует Кориолиса сила, влияние которой проявляется в подмывании правых берегов рек в Северном полушарии и левых – в Южном полушарии Земли и в некоторых особенностях циркуляции атмосферы. Центробежной силой, порождаемой вращением Земли, частично объясняются различия в ускорении силы тяжести на экваторе и полюсах Земли.

Для исследования закономерностей вращения Земли вводят две системы координат с общим началом в центре масс Земли (рис.1.26). Земная система X 1 Y 1 Z 1 участвует в суточном вращении Земли и остаётся неподвижной относительно точек земной поверхности. Звёздная система координат XYZ не связана с суточным вращением Земли. Хотя её начало перемещается в мировом пространстве с некоторым ускорением, участвуя в годовом движении Земли вокруг Солнца в Галактике, но это движение относительно далёких звёзд можно считать равномерным и прямолинейным. Поэтому движение Земли в этой системе (как и любого небесного объекта) можно изучать по законам механики для инерциальной системы отсчёта. Плоскость XOY совмещена с плоскостью эклиптики, а ось X направлена в точку весеннего равноденствия γ начальной эпохи. В качестве осей земной системы координат удобно принимать главные оси инерции Земли, возможен и другой выбор осей. Положение земной системы относительно звёздной принято определять тремя эйлеровыми углами ψ, υ, φ.

Рис.1.26. Системы координат, применяемые для изучения вращения Земли

Основные сведения о вращения Земли доставляют наблюдения суточного движения небесных тел. Вращение Земли происходит с запада на восток, т.е. против часовой стрелки, если смотреть с Северного полюса Земли.

Средний наклон экватора к эклиптике начальной эпохи (угол υ) почти постоянен (в 1900г. он был равен 23° 27¢ 08,26² и в течение 20 века увеличился менее чем на 0,1²). Линия пересечения экватора Земли и эклиптики начальной эпохи (линия узлов) медленно движется по эклиптике с востока на запад, перемещаясь на 1° 13¢ 57,08² в столетие, вследствие чего угол ψ изменяется на 360° за 25 800 лет (прецессия). Мгновенная ось вращения ОР всегда почти совпадает с наименьшей осью инерции Земли. Угол между этими осями по наблюдениям, выполненным с конца 19 века, не превосходит 0,4².

Промежуток времени, в течение которого Земля делает один оборот вокруг своей оси относительно какой-нибудь точки на небе, называется сутками. Точками, определяющими продолжительность суток, могут быть:

· точка весеннего равноденствия;

· центр видимого диска Солнца, смещённый годичной аберрацией («истинное Солнце»);

· «среднее Солнце» - фиктивная точка, положение которой на небе может быть вычислено теоретически для любого момента времени.

Определяемые этими точками три различных промежутка времени называются соответственно звёздными, истинными солнечными и средними солнечными сутками.

Скорость вращения Земли характеризуется относительной величиной

где П з – длительность земных суток, Т – длительность стандартных суток (атомных), которая равна 86400с;

- угловые скорости, соответствующие земным и стандартным суткам.

Поскольку величина ω изменяется только в девятом – восьмом знаке, то значения ν имеют порядок 10 -9 -10 -8 .

Один полный оборот вокруг своей оси Земля совершает относительно звёзд за меньший промежуток времени, чем относительно Солнца, так как Солнце движется по эклиптике в том же направлении, в каком вращается Земля.

Звёздные сутки определяются периодом вращения Земли вокруг своей оси по отношению к любой звезде, но так как звёзды имеют собственное и к тому же весьма сложное движение, то условились начало звёздных суток отсчитывать от момента верхней кульминации точки весеннего равноденствия, а за протяжённость звёздных суток принимают промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия, находящейся на одном и том же меридиане.

Вследствие явлений прецессии и нутации взаимное расположение небесного экватора и эклиптики непрерывно изменяется, а это значит, что соответствующим образом изменяется местоположение на эклиптике точки весеннего равноденствия. Установлено, что звёздные сутки на 0,0084сек короче действительного периода суточного вращения Земли и что Солнце, двигаясь по эклиптике, попадает в точку весеннего равноденствия раньше, чем оно попадает на то же самое место относительно звёзд.

Земля в свою очередь обращается вокруг Солнца не по кругу, а по эллипсу, поэтому движение Солнца кажется нам с Земли неравномерным. Зимой истинные солнечные сутки больше, чем летом, Например, в конце декабря они равны 24 часа 04 минут 27 секунд, а в середине сентября – 24ч 03мин. 36сек. За среднюю единицу солнечных суток принято считать 24ч 03мин. 56,5554сек звёздного времени.

Угловая скорость Земли относительно Солнца из-за эллиптичности земной орбиты зависит от времени года. Медленнее всего Земля движется по орбите, находясь в перигелии – самой удалённой от Солнца точке своей орбиты. В результате длительность истинных солнечных суток в течение года неодинакова – эллиптичность орбиты изменяет длительность истинных солнечных суток по закону, который можно описать синусоидой с амплитудой 7,6 мин. и периодом в 1 год.

Вторая причина неравномерности суток – наклонение земной оси к эклиптике, приводящее к видимому движению Солнца вверх и вниз от экватора в течение года. Прямое восхождение Солнца вблизи равноденствий (рис.1.17) изменяется медленнее (так как Солнце движется под углом к экватору), чем во время солнцестояний, когда оно движется параллельно экватору. В результате к продолжительности истинных солнечных суток добавляется синусоидальный член с амплитудой 9,8 мин. и периодом в полгода. Есть и другие периодические эффекты, изменяющие длительность истинных солнечных суток и зависящие от времени, но они невелики.

В результате совместного действия этих эффектов самые короткие истинные солнечные сутки наблюдаются 26-27 марта и 12-13 сентября, а самые длинные – 18-19 июня и 20-21 декабря.

Чтобы устранить эту переменность, используют средние солнечные сутки, привязанные к так называемому среднему Солнцу – условной точке, движущейся равномерно по небесному экватору, а не по эклиптике, как реальное Солнце, и совпадающей с центром Солнца в момент весеннего равноденствия. Период обращения среднего Солнца по небесной сфере равен тропическому году.

Средние солнечные сутки не подвержены периодическим изменениям, как истинные солнечные сутки, но их длительность монотонно изменяется в связи с изменением периода осевого вращения Земли и (в меньшей степени) с изменением длительности тропического года, увеличиваясь примерно на 0,0017 секунды в столетие. Так, длительность средних солнечных суток в начале 2000 года была равна 86400,002 секунды СИ (секунда СИ определяется с использованием внутриатомного периодического процесса).

Звёздные сутки составляют 365,2422/366,2422=0,997270 средних солнечных суток. Эта величина – постоянное соотношение звёздного и солнечного времени.

Среднее солнечное время и звёздное время связаны между собой следующими соотношениями:

24 ч. ср. солнечного времени = 24ч. 03 мин. 56,555сек. звёздного времени

1ч. = 1ч. 00 мин. 09,856 сек.

1 мин. = 1 мин. 00,164 сек.

1 сек. = 1,003 сек.

24 ч. звёздного времени = 23 ч. 56 мин. 04,091 сек. ср. солнечного времени

1 ч. = 59 мин. 50,170 сек.

1 мин. = 59,836 сек.

1 сек. = 0,997 сек.

Время в любом измерении – звёздное, истинное солнечное или среднее солнечное – на различных меридианах разное. Но все точки, лежащие на одном и том же меридиане, в один и тот же момент времени имеют одинаковое время, которое называется местным временем. При перемещении по одной и той же параллели на запад или на восток время в исходной точке не будет соответствовать местному времени всех других географических точек, расположенных на данной параллели.

Чтобы в какой-то степени устранить этот недостаток, канадец С. Флешинг предложил ввести поясное время, т.е. систему счёта времени, основанную на разделении поверхности Земли на 24 часовых пояса, каждый из которых отстоит от соседнего пояса на 15° по долготе. Флешинг нанёс на карту мира 24 основных меридианов. Примерно на 7,5° к востоку и западу от них условно были нанесены границы часового времени данного пояса. Время одного и того же часового пояса в каждый момент для всех его пунктов считалось одинаковым.

До Флешинга во многих странах мира издавались карты с различными начальными меридианами. Так, например, в России счёт долгот вёлся от меридиана, проходящего через Пулковскую обсерваторию, во Франции – через Парижскую, в Германии – через Берлинскую, в Турции – через Стамбульскую. Чтобы ввести поясное время, надо было унифицировать единый начальный меридиан.

Поясное время впервые было введено в США в 1883г., а в 1884г. в Вашингтоне на Международной конференции, в работе которой принимала участие и Россия, было принято согласованное решение о поясном времени. Участники конференции условились считать начальным или нулевым меридианом меридиан Гринвичской обсерватории, а местное среднее солнечное время Гринвичского меридиана назвали всемирным или мировым временем. На конференции была установлена и так называемая «линия перемены даты».

В нашей стране поясное время было введено в 1919г. Приняв за основу международную систему часовых поясов и существовавшие тогда административные границы, на кару РСФСР были нанесены часовые пояса от II до XII включительно. Местное время часовых поясов, расположенных на востоке от Гринвичского меридиана, из пояса к поясу увеличивается на час, а на запад от Гринвича – соответственно на час уменьшается.

При счёте времени календарными сутками важно установить, на каком меридиане начинается новая дата (число месяца). По международному соглашению линия перемены даты проходит в большей своей части по меридиану, отстоящему от гринвичского на 180°, отступая от него: к западу – у острова Врангеля и Алеутских островов, к востоку – у побережья Азии, островов Фиджи, Самоа, Тонгатабу, Кермандек и Чатам.

К западу от линии перемены даты число месяца всегда на единицу больше, чем к востоку от неё. Поэтому после пересечения этой линии с запада на восток необходимо уменьшить число месяца на единицу, а после пересечения её с востока на запад – увеличить на единицу. Такое изменение даты обычно производится в ближайшую полночь после пересечения линии перемены дат. Совершенно очевидно, что новый календарный месяц и новый год начинаются на линии перемены дат.

Таким образом, нулевой меридиан и меридиан 180° в.д., по которому в основном проходит линия перемены даты, делят земной шар на западное и восточное полушария.

Всю историю человечества суточное вращение Земли всегда служило идеальным эталоном времени, который регулировал деятельность людей и был символом равномерности и точности.

Древнейшим инструментом для определения времени до нашей эры служил гномон, по-гречески указатель, вертикальный столб на выровненной площадке, тень которого, менявшая своё направление при перемещении Солнца, показывала на нанесённой на земле около столба шкале то или иное время дня. Солнечные часы известны с 7 века до н.э. Первоначально они были распространены в Египте и странах Ближнего Востока, откуда перешли в Грецию и Рим, а ещё позже проникли в страны Западной и Восточной Европы. Вопросами гномоники – искусству делать солнечные часы и умению пользоваться ими – занимались астрономы и математики древнего мира, средневековья и нового времени. В 18в. и в начале 19в. гномоника излагалась в учебниках математики.

И только после 1955г., когда требования физиков и астрономов к точности времени очень сильно возросли, стало невозможным удовлетворяться суточным вращением Земли как эталоном времени, уже неравномерным при требуемой точности. Время, определяемое по вращению Земли, неравномерно вследствие движений полюса и перераспределения момента количества движения между различными частями Земли (гидросферой, мантией, жидким ядром). Принятый для отсчёта времени меридиан определяется точкой МУН и точкой на экваторе, соответствующей нулевой долготе. Этот меридиан очень близок к гринвичскому.

Земля вращается неравномерно, что вызывает изменение продолжительности суток. Скорость вращения Земли наиболее просто можно охарактеризовать отклонением длительности земных суток от эталонных (86 400 с). Чем короче земные сутки, тем быстрее вращается Земля.

Выделяют три составляющие в величине изменения скорости вращения Земли: вековое замедление, периодические сезонные колебания и нерегулярные скачкообразные изменения.

Вековое замедление скорости вращения Земли обусловлено действием приливных сил притяжения Луны и Солнца. Приливообразующая сила растягивает Землю вдоль прямой, соединяющей её центр с центром возмущающего тела – Луны или Солнца. При этом сила сжатия Земли увеличивается, если равнодействующая совпадает с плоскостью экватора, и уменьшается, когда она отклоняется к тропикам. Момент инерции сжатой Земли больше, чем недеформированной шарообразной планеты, а поскольку момент импульса Земли (т.е. произведение её момента инерции на угловую скорость) должен оставаться постоянным, то скорость вращения сжатой Земли меньше, чем недеформированной. Ввиду того, что склонения Луны и Солнца, расстояния от Земли до Луны и Солнца постоянно меняются, приливообразующая сила колеблется во времени. Соответствующим образом меняется сжатие Земли, что, в конечном счёте, вызывает приливные колебания скорости вращения Земли. Наиболее значительными из них являются колебания с полумесячным и месячным периодами.

Замедление скорости вращения Земли обнаруживается при астрономических наблюдениях и палеонтологических исследованиях. Наблюдения античных солнечных затмений позволили сделать вывод, что длительность суток каждые 100 000 лет увеличивается на 2с. Палеонтологические наблюдения за кораллами показали, что кораллы тёплых морей растут, образуя поясок, толщина которого зависит от количества света, полученного за день. Таким образом, можно определить годовые изменения их строения и подсчитать число суток в году. В современную эпоху находят 365 поясов на кораллах. По палеонтологическим наблюдениям (табл.5) длительность суток возрастает линейно со временем на 1,9с за 100 000 лет.

Таблица 5

По наблюдениям за последние 250 лет сутки увеличивались на 0,0014с в столетие. По некоторым данным кроме приливного замедления имеет место увеличение скорости вращения на 0,001с в столетие, которое вызвано изменением момента инерции Земли вследствие медленного перемещения материи внутри Земли и на её поверхности. Собственное ускорение уменьшает продолжительность суток. Следовательно, если бы его не было, то сутки увеличивались бы на 0,0024с за столетие.

До создания атомных часов вращение Земли контролировалось путём сравнения наблюдённых и вычисленных координат Луны, Солнца и планет. Таким путём удалось получить представление об изменении скорости вращения Земли в течение трёх последних столетий – с конца 17в., когда стали вестись первые инструментальные наблюдения за движением Луны, Солнца и планет. Анализ этих данных показывает (рис.1.27), что с начала 17в. до середины 19в. скорость вращения Земли менялась мало. Со второй же половины 19в. по настоящее время наблюдались значительные нерегулярные флуктуации скорости с характерными временами порядка 60-70 лет.

Рис.1.27. Отклонение длительности суток от эталонных за 350 лет

Наиболее быстро Земля вращалась около 1870г., когда длительность земных суток была на 0,003с короче эталонных. Наиболее медленно - около 1903г., когда земные сутки были длиннее эталонных на 0,004с. С 1903 по 1934гг. происходило ускорение вращения Земли, с конца 30-х годов до 1972г. наблюдалось замедление, а с 1973г. по настоящее время Земля ускоряет своё вращение.

Периодические годичные и полугодичные колебания скорости вращения Земли объясняются периодическими изменениями момента инерции Земли из-за сезонной динамики атмосферы и планетарного распределения атмосферных осадков. По современным данным продолжительность суток в течение года меняется на ±0,001 секунды. При этом самые короткие сутки приходятся на июль-август, а самые длинные – на март.

Периодические изменения скорости вращения Земли имеют периоды 14 и 28 суток (лунные) и 6 месяцев и 1 год (солнечные). Минимальная скорость вращения Земли (ускорение равно нулю) соответствует 14 февраля, средняя скорость (ускорение максимально) – 28 мая, максимальная скорость (ускорение равно нулю) – 9 августа, средняя скорость (замедление минимально) – 6 ноября.

Наблюдаются и случайные изменения скорости вращения Земли, которые происходят через неравномерные промежутки времени, почти кратные одиннадцати годам. Абсолютная величина относительного изменения угловой скорости достигала в 1898г. 3,9×10 -8 , а в 1920г. – 4,5×10 -8 . Характер и природа случайных колебаний скорости вращения Земли мало изучены. Одна из гипотез объясняет нерегулярные флуктуации угловой скорости вращения Земли перекристаллизацией некоторых пород внутри Земли, изменяющей её момент инерции.

До открытия неравномерности вращения Земли производная единица меры времени – секунда – определялась как 1/86400 доля средних солнечных суток. Непостоянство средних солнечных суток вследствие неравномерного вращения Земли заставило отказаться от такого определения секунды.

В октябре 1959г. Международное Бюро мер и весов постановили дать следующее определение фундаментальной единице времени секунде:

«Секунда есть 1/31556925,9747 доля тропического года для 1900г., январь 0, в 12 часов эфемеридного времени».

Так определяемая секунда получила название «эфемеридной». Число 31556925,9747=86400´365,2421988 есть число секунд в тропическом году, продолжительность которого для 1900 года, январь 0, в 12 часов эфемеридного времени (равномерного ньютонианского времени) равнялась 365,2421988 средних солнечных суток.

Иными словами, эфемеридная секунда есть промежуток времени, равный 1/86400 доле средней продолжительности средних солнечных суток, которую они имели в 1900 году, в январе 0, в 12 часов эфемеридного времени. Таким образом, новое определение секунды было связано и с движением Земли вокруг Солнца, тогда как старое определение основывалось только на её вращении вокруг своей оси.

В наши дни время – физическая величина, которую можно измерить с наивысшей точностью. Единица времени – секунда «атомного» времени (секунда СИ) - приравнена продолжительности 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133, была введена в 1967 году решением XII Генеральной конференции мер и весов, а в 1970 году «атомное» время было принято за фундаментальное реперное время. Относительная точность цезиевого эталона частоты составляет 10 -10 -10 -11 в течение нескольких лет. Эталон атомного времени не имеет ни суточных, ни вековых колебаний, не стареет и обладает достаточной определённостью, точностью и воспроизводимостью.

С введением атомного времени существенно улучшилась точность определения неравномерности вращения Земли. С этого момента появилась возможность регистрировать все колебания скорости вращения Земли с периодом более одного месяца. На рис.1.28 показан ход среднемесячных величин отклонений за период 1955-2000гг.

С 1956 по 1961г. вращение Земли ускорялось, с 1962 по 1972г. – замедлялось, а с 1973г. по настоящее время – снова ускорялось. Это ускорение ещё не закончилось и продлится до 2010г. Ускорение вращения 1958-1961гг. и замедление 1989-1994гг. являются кратковременными флуктуациями. Сезонные колебания приводят к тому, что скорость вращения Земли бывает наименьшей в апреле и ноябре, а наибольшей – в январе и июле. Январский максимум значительно меньше июльского. Разность между минимальной величиной отклонения длительности земных суток от эталонных в июле и максимальной в апреле или ноябре составляет 0,001с.

Рис.1.28. Среднемесячные отклонения длительности земных суток от эталонных за 45 лет

Изучение неравномерности вращения Земли, нутаций земной оси и движения полюсов имеет большое научное и практическое значение. Знание этих параметров необходимо для определения координат небесных и земных объектов. Они способствуют расширению наших знаний в различных областях наук о Земле.

В 80-е годы 20 века на смену астрономическим методам определения параметров вращения Земли пришли новые методы геодезии. Доплеровские наблюдения ИСЗ, лазерная локация Луны и ИСЗ, система глобального позиционирования GPS, радиоинтерферометрия являются эффективными средствами для изучения неравномерности вращения Земли и движения полюсов. Наиболее подходящими для радиоинтерферометрии являются квазары – мощные источники радиоизлучения чрезвычайно малого углового размера (менее 0,02²), которые являются, по-видимому, наиболее удалёнными объектами Вселенной, практически неподвижными на небе. Квазарная радиоинтерферометрия представляет эффективнейшее и независимое от оптических измерений средство для изучения вращательного движения Земли.

Среднее расстояние от Земли до Солнца равно приблизительно 150 миллионам километров. Но так как вращение Земли вокруг Солнца происходит не по окружности, а по эллипсу, то в разное время года Земля бывает или немного дальше от Солнца, или немного ближе к нему.

На этом настоящем фото, сделанном с помощью замедленной съемки мы видим, какой путь проделывает Земля за 20-30 мнут относительно других планет и галактик, вращаясь вокруг своей оси.

Смена времен года

Известно, что летом, в самое жаркое время года – в июне, Земля находится примерно на 5 миллионов километров дальше от Солнца, чем зимой, в самое холодное время года – в декабре. Следовательно, смена времен года происходит не потому, что Земля находится дальше или ближе к Солнцу, а другой причине.

Земля при своём поступательном движении вокруг Солнца сохраняет постоянно одно и то же направление своей оси. А при поступательном вращении Земли вокруг Солнца по орбите, эта воображаемая земная ось всё время наклонена к плоскости земной орбиты. Причиной смены времён года является именно то, что ось Земли наклонена к плоскости земной орбиты всегда одинаково.

Поэтому 22 июня, когда в нашем полушарии бывает самый длинный день в году, Солнце освещает и Северный полюс, а Южный полюс остаётся во тьме, так как солнечные лучи его не освещают. Когда в Северном полушарии лето здесь длинные дни и короткие ночи, в Южном полушарии, наоборот, бывают длинные ночи и короткие дни. Там, следовательно, зима, там лучи падают «косо» и имеют малую теплотворность.

Временные различия дня и ночи

Известно, что смена дня и ночи происходит в результате вращения Земли вокруг своей оси, (подробнее: ). А временные различия дня и ночи зависят от вращения Земли вокруг Солнца. Зимой, 22 декабря, когда в Северном полушарии наступает самая длинная ночь и самый короткий день, Северный полюс Солнцем не освещается совершенно, он находится «во тьме», а Южный полюс освещен. Зимой, как известно, у жителей Северного полушария длинные ночи и короткие дни.

21–22 марта день бывает равен ночи, наступает весеннее равноденствие ; такое же равноденствие – уже осеннее – бывает и 23 сентября. В эти дни Земля занимает такое положение на своей орбите относительно Солнца, что солнечные лучи одновременно освещают и Северный и Южный полюсы, а на экватор они падают отвесно (Солнце стоит в зените). Поэтому 21 марта и 23 сентября любая точка поверхности земного шара в течение 12 часов освещается Солнцем и в течение 12 часов находится во тьме: на всём земном шаре день равен ночи .

Климатические пояса Земли

Вращением Земли вокруг Солнца объясняется и существование различных климатических поясов Земли . Вследствие того, что Земля имеет шарообразную форму и её воображаемая ось наклонена к плоскости земной орбиты всегда под одним и тем же углом, различные части земной поверхности по-разному обогреваются и освещаются солнечными лучами. Они падают на отдельные области поверхности земного шара под различным углом наклона, и вследствие этого их теплотворность в различных зонах поверхности Земли не одинакова. Когда Солнце – низко над горизонтом (например, вечером) и его лучи падают на земную поверхность под небольшим углом, они греют очень слабо. Наоборот, когда Солнце – высоко над горизонтом (например, в полдень), его лучи падают на Землю под большим углом, и их теплотворность увеличивается.

Там, где Солнце в некоторые дни бывает в зените и его лучи падают почти отвесно, находится так называемый жаркий пояс . В этих местах животные приспособились к жаркому климату (например, обезьяны, слоны и жирафы); там растут высокие пальмы, бананы, зреют ананасы; там под сенью тропического Солнца, широко раскинув свою крону, стоят гигантской величины деревья баобабы, толщина которых в обхвате достигает 20 метров.

Там, где Солнце никогда не поднимается высоко над горизонтом, находятся два холодных пояса с бедной флорой и фауной. Здесь животный и растительный мир однообразен; большие пространства почти лишены растительности. Снега покрывают необозримые просторы. Между жарким и холодным поясами находятся два умеренных пояса , которые занимают наибольшие пространства поверхности земного шара.

Вращением Земли вокруг Солнца объясняется существование пяти климатических поясов : один жаркий, два умеренных и два холодных.

Жаркий пояс находится возле экватора, и его условными границами являются северный тропик (тропик Рака) и южный тропик (тропик Козерога). Условными границами холодных поясов служат северный и южный полярные круги. Полярные ночи продолжаются там почти 6 месяцев. Такой же продолжительности бывают и дни. Резкой границы между тепловыми поясами, нет, а существует постепенное уменьшение тепла от экватора к Южному и Северному полюсам.

Вокруг Северного и Южного полюсов громадные пространства заняты сплошными ледяными полями. В океанах, омывающих эти негостеприимные берега, плавают колоссальные айсберги, (подробнее: ).

Исследователи Северного и Южного полюса

Достичь Северного или Южного полюса давно было дерзновенной мечтой человека. Смелые и неутомимые исследователи Арктики не раз делали эти попытки.

Таким был и русский исследователь Георгия Яковлевича Седов, который в 1912 году организовал экспедицию к Северному полюсу на судне «Св. Фока». Царское правительство отнеслось равнодушно к этому большому предприятию и не оказало надлежащей поддержки смелому моряку и опытному путешественнику. Первую зиму из-за недостатка средств Г. Седов вынужден был провести на Новой Земле, а вторую на . В 1914 году Седов вместе с двумя спутниками предпринял, наконец, последнюю попытку дойти до Северного полюса, но состояние здоровья и силы изменили этому дерзновенному человеку, и в марте того же года он погиб на пути к своей цели.

Не один раз снаряжались большие экспедиции на кораблях к полюсу, но и этим экспедициям не удавалось достичь цели. Тяжёлые льды «сковывали» корабли, порой ломали их и уносили своим дрейфом далеко в направлении, противоположном намеченному пути.

Только в 1937 году впервые на Северный полюс была доставлена воздушными кораблями советская экспедиция. Отважная четвёрка - астроном Е. Федоров, гидробиолог П. Ширшов, радист Э. Кренкель и старый моряк руководитель экспедиции И. Папанин - прожили на дрейфующей льдине 9 месяцев. Громадная льдина порой давала трещины и рушилась. Отважным исследователям не раз угрожала опасность погибнуть в волнах холодного арктического моря, но, невзирая на это, они производили свои научные исследования там, где ещё никогда не ступала нога человека. Были проведены важные исследования в области гравиметрии, метеорологии и гидробиологии. Подтвержден факт существования пяти климатических поясов, связанный с вращение Земли вокруг Солнца.