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 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.

gwiazdozbiórdaty 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

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 czterdziestu 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.

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

W takim 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).

http://zdch.amu.edu.pl/projekty/plakaty_sp1/jpg/pory_roku.jpg

Ale to wszystko jest przy założeniu niezmienności położenia

osi obrotowej ziemi. Jak już wiemy oś ziemi nie stoi w

miejscu. 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.

Andrzej Puchalski http://www.przyszloscwprzeszlosci.info/

31 maja 2009, 20:00:22