на что влияет ось земли
Почему простой наклон оси планеты может быть ключом к наличию на ней жизни
Существование жизни зависит от множества факторов, и недавно ученым удалось доказать, что осевой наклон планеты является одним из важнейших
Согласно новому исследованию, умеренный наклон оси, как у Земли, помогает увеличить производство кислорода, который жизненно важен для жизни, какой мы ее знаем. Планеты со слишком маленькими или слишком большими наклонами могут попросту быть не в состоянии производить достаточно кислорода для процветания сложных форм жизни.
«Суть в том, что миры, которые слегка наклонены относительно своих осей, в теории имеют больше шансом стать колыбелью для сложных форм жизни», — заявила планетолог Стефани Олсон из Университета Пердью. «Это помогает нам сузить поиск сложной и, возможно, даже разумной жизни во Вселенной».
Поскольку на данный момент Земля – единственная планета во Вселенной, на которой мы можем наблюдать невероятное разнообразие форм жизни, именно ее условия служат отправной точной для большинства поисков. Когда ученые ищут обитаемые миры, то первым делом обращают внимание на форму и размер объекта. Является ли данная экзопланета относительно маленькой и каменистой, как Земля? И вращается ли она вокруг звезды на расстоянии, называемом обитаемой зоной или «областью Златовласки»? Это важно, потому что на планете должно быть не слишком жарко и не слишком холодно, а среднесуточные температуры допускают существование воды в жидкой форме.
Почему изменился угол наклона оси Земли?
Обратимся к научной информации, касающейся угла наклона оси вращения Земли:
Угол наклона Земли оси по отношению к плоскости эклиптики составляет 23,5 градусов. Это стало причиной смены времен года на Земле, в результате вращения вокруг Солнца.
Представьте, что Солнце находится в центре вращающейся грампластинки. Все планеты, в том числе и Земля, вращаются вокруг Солнца, как дорожки грампластинки. А теперь представьте, что каждая планета представляет собой волчок, верхняя и нижняя точки которого совпадают с углом вращения Земли вокруг Солнца. Измерив угол наклона между полюсами и орбитой, по которой Земля движется вокруг Солнца, вы получите как раз те самые 23,5 градуса.
В одной точке земной орбиты, Северный полюс Земли обращен в сторону Солнца. В это время на северном полушарии наступает лето. Спустя 6 месяцев, когда Земля находится на противоположной стороне ее орбиты, Северный полюс направлен в сторону от Солнца, и наступает зима, а на южном полушарии наоборот наступает лето.
С периодичностью в 41 тыс. лет угол наклона земной оси меняется от 22,1 до 24,5 градусов. Направление земной оси также меняется с периодом в 26 тыс. лет. В течение этого цикла полюса меняются местами каждые 13 тыс. лет.
Все планеты Солнечной системы имеют определенный угол наклона оси. У Марса угол наклона очень похож на угол наклона Земли и составляет 25.2 градусов, а у Урана наоборот, он составляет 97,8 градусов.
Ученые не могут не знать, не могут не фиксировать подобные изменения в наклоне земной оси, но по какой-то причине они не торопятся менять информацию, корректировать данные по углу наклона и уж тем более не спешат объяснить, почему все это происходит.
Вот, что он сообщил:
«Солнце заходит намного севернее чем раньше. Я живу по адресу Северный Берген, NJ 07047. Мой дом расположен на западном склоне, на высоте 212 футов над уровнем моря. Я переехал сюда в 1991 году, живу на третьем этаже, с балконом обращенным на запад. Много лет я наслаждался с этого балкона, красивыми закатами, а в начале лета 2017 года, я неожиданно для себя заметил, что Солнце заходит совсем не там где раньше.
Раньше оно садилось на западе, а теперь заходит на северо-западе. Причем оно сместилось настолько, что если раньше я наблюдал заход Солнца смотря прямо перед собой, то теперь, что бы увидеть закат я вынужден повернуть голову направо.
Я не ученый и не академик, но я живу здесь уже 26 лет и я вижу, что Солнце заходит совсем не там, где это было раньше. Единственное разумное объяснение этому факту, заключается в том, что Земля изменила угол наклона своей оси. Почему молит НАСА, почему все ученые мира не замечают или не хотят этого замечать?»
Влияние Планеты Х (Нибиру)?
Судя по тому, что миллиардеры, правительства и другие властители мира, готовят себе надежные убежища, создают «ковчеги» хранилища семян и культурного наследия человеческой цивилизации, они знают о приближающейся глобальной катастро
Может именно поэтому такие авторитетные люди как Билл Гейтс и Стивен Хокинг открыто предрекают скорое уничтожение жизни на Земле и призывают начать переселение на другие планеты.
Как наклон оси вращения планеты влияет на её климат
В поиске потенциально пригодных для жизни экзопланет, ученым приходится оценивать множество факторов. Одним из таких факторов является наклон оси вращения планеты к плоскости эклиптики, благодаря которому и происходит смена сезонов, например, на нашей Земле.
Наклон оси вращения Земли сыграл немалую роль в зарождении жизни и дальнейшей эволюции живых существ на нашей планете. То же, по всей видимости, верно и для экзопланет. Если наклона оси не будет совсем, это приведет к фактическому отсутствию смены сезонности, а такая “стабильность” явно не способствует эволюции. А, что, если наклон планетарной оси будет слишком велик?
Что лучше для жизни – отсутствия наклона оси планеты или сильный наклон
«Наклон оси вращения планеты к плоскости эклиптики – важнейший параметр, определяющий сезоны и возможную обитаемость планеты», – говорит Рене Геллер из Института астрофизики имени Лейбница в Потсдаме. Геллер – ведущий автор двух работ, посвященных потере наклона оси вращения планетами из-за приливных воздействий их звезд).
Многие факторы оказывают влияние на наклон оси вращения планеты – при всей кажущейся неизменности, этот баланс очень хрупок. Его может изменить как одно событие, например столкновение с крупным астероидом, так и постепенное, незаметное влияние других планет системы и ее звезды. Для нашей планеты, наклон оси составляет 23.5 градуса. Вместе со сменой дня и ночи этот небольшой, но и не маленький – идеальный – наклон обеспечивает небольшой перепад температур между самой теплой и самой холодной точкой поверхности. Эта разница действительно небольшая, если сравнить ее с пятью сотнями градусов для Меркурия (
Если планета не имеет наклон или он составляет всего несколько градусов, на ней не будет смены времен года. Холодные полюса и горячий экватор сузят обитаемую область планеты. Но обратимся теперь к другому случаю – очень большому наклону оси вращения. Пример такой планеты – Уран (наклон 97,7 градусов). Каждый полюс в течение четверти года смотрит прямо на Солнце, а затем на четверть года полностью уходит в тень.
«Наш северный полюс полностью бы растаял менее чем за год, зато на экваторе было бы очень холодно, – говорит Геллер. – Одновременно южный полюс замерз бы очень основательно, вообще не получая тепла».
Такие условия – еще половина беды. Полюса регулярно меняются местами, так что та часть, которая только что полностью замерзла, теперь стерилизуется мощным излучением звезды.
Наклон оси вращения планет солнечной системы – обратите внимание на «странный» угол наклона Венеры: это не ошибка, просто Венера вращается в противоположную сторону
Термофилы и Психрофилы – экстремальные обитатели планет с экстремальным наклоном оси
Жизнь умеет адаптироваться ко многим условиям. Возможно, какие-то виды смогут быстро передвигаться, следуя за сменой удобной для них зоны – теплой или холодной. Более вероятны виды, приспособившиеся для жизни в экваториальных регионах. Там хоть и холодно, но зато весь год одинаково! Какие-то организмы даже смогли бы выдерживать перепад температур. На Земле существуют бактерии, которые бы справились с такими изменениями условий.
Живые существа, способные выживать в экстремальных условиях, получили название «экстремофилы». К ним относятся, в частности, термофилы, обитающие в горячих струях около гидротермальных источниках на больших глубинах. Им всегда жарко, но на такие глубины вообще не проникает солнечный свет, а источником энергии служит сама Земля. Изменение наклона оси вращения вряд ли скажется на этих организмах.
Психрофилы, напротив существуют в ледяных условиях. При повышении температуры они впадают в стасис, закрываясь в плотных коконах. В таком виде эти организмы могут существовать миллионы лет, пока условия снова не станут благоприятными.
Однако для более сложных форм жизни вряд ли подойдет планета с наклоном оси заметно большим, чем у Земли, пусть даже и меньшим, чем у Урана. Возможно, наклон всего в 40 градусов является слишком большим для возникновения животных из-за слишком жаркого лета и холодной зимы, затрагивающих большую часть планеты.
Однако похожие условия, возможно, имели место на нашей планете и в течение долгого времени сдерживали эволюцию, не давая появиться животным.
Наклон земной оси и эволюция живых существ
Примерно 580 миллионов лет назад жизнь на Земле ограничивалась простейшими организмами, микроскопическими водорослями и бактериями. Примерно 540 лет назад произошел “Кембрийский взрыв“: жизнь начала эволюционировать бешеными темпами. Окаменелости показывают множество различных сложных организмов, появившихся в это время.
Может быть, до этого Земля была слишком сильно наклонена? Это подтверждает численное моделирование. Ужасное столкновение, имевшее место 4.5 миллиарда лет назад и, согласно ведущей гипотезе, приведшее к образованию Луны, могло изменить наклон оси вращения Земли. Геологические данные подтверждают, что Земля в течение долгого времени, до момента примерно до 600 миллионов лет назад, имела большой наклон.
Конечно наклон оси важен, но все же нельзя его переоценивать: Земля Докембрийского периода с «экстремальным» уровнем наклона все же была населена примитивными бактериями, а Марс наших дней, с почти «идеальным» уровнем наклона оси – безжизненен
Основную информацию по этому поводу предоставляют ледники. Исследования австралийских геофизиков показали, что в те времена ледники формировались в основном на низких широтах. Если наклон оси вращения составлял более 54 градусов, то в среднем экватор становится холоднее, чем полюса. Магнитные линии, замороженные в ледниках вместе с намагниченными частичками, открыли ученым этот факт. Доказательства значительного наклона оси исчезают на границе Докембрийского периода. Земля, вступившая в Фанерозой, стала приобретать ледники на полюсах, и в это же время началось развитие сложных форм жизни.
Видимо, в этот момент условия на Земле значительно улучшились, и наилучшим объяснением для такого быстрого и резкого изменения служит уменьшение наклона оси вращения. Безусловно, существуют и другие объяснения этого явления, и у каждой есть недостаток, делающий ее уязвимой для критики. В случае изменения наклона есть такая фундаментальная проблема.
Изменение наклона прекрасно объясняет произошедшее, но что может объяснить само это изменение? Что вынудило планету повернуться примерно за 100 миллионов лет до появления первых подтвержденных полярных ледников? Объяснение может заключаться в тектонической активности или гравитационном поле Луны, но это лишь догадки.
Современный уровень развития знаний об экзопланетах ещё очень низок. Несмотря на то, что мы знаем сотни экзопланет, мы практически ничего не можем о них сказать, за исключением массы, размера и периода обращения вокруг звезды. Наклон оси вращения – не самый сложный параметр, и возможность отмести как непригодные для жизни те планеты, которые наклонены слишком сильно, позволит сконцентрироваться на остальных, более подходящих для поисках планетах. Осталось лишь научиться определять этот наклон.
Наклон Земли
Ранее полагали, что наша планета могла быть плоской, зигзагообразной или кубической формы. Но длительные изучения показывают, что мы один из сфероидов, совершающих обороты вокруг нашей звезды.
Мы многое знаем об орбитальном пути, удаленности от Солнца, а также об осевом наклоне. Давайте же разберемся в том, как выглядит наклон Земли.
Наклон Земли и земная ось
Вертикальная планетарная ось вращения расположена под определенным углом. Это приводит к тому, что солнечные лучи распределяются неравномерно в течение года. Угол достигает 23.44°.
Земная ось указывает севером на Полярную звезду, а югом на Сигму Октанта
Влияние наклона Земли
Осевой наклон Земли и его отношение к оси вращения и орбитальной плоскости
Именно этому наклону оси Земли мы должны быть благодарны за смену времен года. Когда северный полюс повернут к звезде, то на нем начинается лето, а на южном – зима. Через 6 месяцев они меняются местами.
Кроме того, угол наклона Земли влияет на суточный цикл. Летом Солнце поднимается выше и день длится дольше. Наиболее экстремальная ситуация наблюдается над полярным кругом, где дневной свет часть года отсутствует, а также 6 месяцев темноты на Севером полюсе (полярная ночь). На Южном полюсе противоположная ситуация, когда день может охватывать 24 часа!
Сезоны определяются моментами солнцестояний (21 декабря и 21 июня) и равноденствий (20 марта и 22 сентября).
Длительное время осевой наклон остается стабильным. Но существует такой момент как нутация – раскачивание с периодичностью в 18.6 лет. Ось проходит через этот процесс, из-за чего немного отклоняется.
Прецессия приводит к тому, что дата сезонов меняется с цикличностью в 25800 лет. Это не только вызывает отличие между сидерическими и тропическим годами, но и переворачивает сезоны. То есть, на северном полушарии лето настанет в декабре, а зима в июне.
Художественная интерпретация земного вращения и прецессии равноденствий
Также от прецессии зависит перемена длительности дня. Это момент, когда меняются даты перигелия и афелия. В общем, вы видите, что осевое вращение и орбитальный путь связаны с многими факторами. Поверьте, что когда-то люди были шокированы узнав, что Земля способна двигаться. Даже Коперник с Галилеем полагали, что мы живем на идеальном шаре.
Что такое наклон земной оси вращения?
В древние времена, в различных культурах наша планета принимала разнообразные формы – от куба до более популярного плоского диска, окружённого морем. Но благодаря развитию астрономии, мы пришли к пониманию того, что на самом деле Земля имеет шарообразную форму (геоид), к тому же это одна из многих планет в нашей звёздной системе, которая вращается вокруг Солнца.
В течение последних нескольких столетий, в результате развития науки, эволюции научных инструментов и более комплексных наблюдений, астрономы с высокой точностью смогли определить истинную форму орбиты Земли. В дополнении к знанию точного расстояния до Солнца, мы также выяснили, что наша планета вращается вокруг него с определённым наклоном.
Наклон оси вращения – это угол на который отклонена ось вращения планеты от перпендикуляра, проведённого к плоскости её орбиты. Такого рода наклон небесного тела влияет на то, сколько солнечного света получает определённая точка на его поверхности в течение года. Наклон земной оси вращения составляет приблизительно 23,44° (или 23,439281°, если быть точным).
Наклон земной оси является основным фактором ответственным за сезонные изменения, происходящие на Земле в течение года. Когда северный полюс направлен к Солнцу, то в северном полушарии наступает лето, а в южном – зима. Когда же, спустя шесть месяцев, южный полюс разворачивается к Солнцу – наблюдается противоположная ситуация.
В дополнение к изменениям температуры, смена сезонов также приводит к изменениям в суточном цикле. Так летом, продолжительность дня больше, чем ночи, а Солнце поднимается выше в небе. Зимой дни становятся короче, а Солнце располагается ниже.
Более интересная ситуация наблюдается за северным полярным кругом: там сначала в течении почти шести месяцев Солнце не поднимается над горизонтом (явление известное как “полярная ночь”), а затем также в течении почти шести месяцев не заходит за горизонт (“полярный день”).
На этой иллюстрации показан вид на Землю из космоса. Авторы и права: NASA.
Четыре времени года можно привязать к четырём датам: солнцестояниям и равноденствиям. В северном полушарии, зимнее солнцестояние наблюдается 21 или 22 декабря, летнее солнцестояние – 20 или 21 июня, весеннее равноденствие – 20 марта, а осеннее равноденствие – 22 или 23 сентября. В южном полушарии, ситуация противоположная: дата летнего солнцестояния меняется с датой зимнего, а дата весеннего равноденствия – с датой осеннего.
Угол наклона Земли является относительно стабильными в течение длительного периода времени. Однако, земная ось постоянно раскачивается. Это явление, известное как прецессия, приводит к периодическому “переворачиванию” сезонов (примерно каждые 25 800 лет). Когда это произойдет, лето в северном полушарии будет наступать в декабре, а зима в июне.
Таким образом, вращение Земли вокруг своей оси – это не так уж и просто, как вы могли подумать. Во время научной революции для многих было настоящим откровением узнать, что Земля не является неподвижной точкой во Вселенной. Но даже тогда, такие астрономы как Коперник и Галилей считали, что орбита Земли является идеальной окружностью, и они не могли себе даже представить, как всё выглядит на самом деле. И лишь спустя долгое время мы поняли, что наклон оси нашей планеты приводит к серьёзным изменениям с течением времени – как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.