Ритмы Земли и Луны - Ритмы в природе
Большинство изменений в окружающих нас полях происходит в суточном ритме, который возникает из-за вращения Земли в пространстве. Период вращения Земли есть промежуток времени, за который она делает один оборот относительно определенного направления. Если фиксировать направление на неподвижные звезды, получаются звездные сутки. Направление на Солнце дает солнечные сутки. Длительность звездных и солнечных суток различается потому, что Земля не только вращается вокруг своей оси, но и обращается вокруг Солнца. Продолжительность солнечных суток (как промежутка времени между двумя одинаковыми положениями Солнца на небе) в течение года слегка варьируется, поскольку орбита Земли не окружность, а эллипс. Поэтому, исчисляя время, пользуются понятием средних (за год) солнечных суток.
Вращение Земли не является идеально равномерным. Неравномерность эта очень мала, ее можно заметить только при помощи тонких астрономических наблюдений. Слегка изменяются и скорость вращения, и направление оси вращения. И в том и в другом случае есть изменения медленные, регулярные (их называют вековыми), а есть быстрые, нерегулярные.
Медленные изменения скорости и направления оси вращения вызваны гравитационным влиянием Луны и Солнца, но прежде всего Луны.
Одно из них - Прецессия оси вращения Земли с периодом 25800 лет. Если бы Земля была идеально круглой, прецессии не возникало бы. Причина прецессии - гравитационное притяжение к Луне экваториальных утолщений земной фигуры. "Лишняя" масса на экваторе Земли притягивается Луной. Создается момент сил, стремящихся развернуть волчок, уменьшить наклон оси вращения Земли. Но, по законам вращающихся тел, вместо этого возникает медленное вращение самой оси вращения - прецессия.
Если бы Луны не было, земная ось все равно прецессировала бы под аналогичным воздействием Солнца и планет, но период прецессии был бы тогда не 25800 лет, а в несколько раз больше (около 100 тыс. лет).
Установлено, что вращение Земли постепенно замедляется. Причиной замедления является Луна, ее приливное воздействие на Землю.
Ответ на вопрос о причине этого явления был дан в конце XVII в. Ньютоном, объяснившим происхождение приливов и создавшим их первую теорию. Причина приливов и отливов - гравитационное влияние Луны и Солнца, точнее то возмущение, которое вносят Луна и Солнце в гравитационное поле Земли.
Гравитационное поле Земли в первом приближении можно представить как поле массивного шара. При этом на каждое тело, находящееся на поверхности Земли, действует сила притяжения, направленная к центру Земли. Эта сила зависит от массы тела и называется весом этого тела. Притяжение Луны действует таким образом, что создает добавку к весу тела. Эта добавка называется приливной силой и может быть направлена как к центру Земли (тогда вес тела увеличивается), так и от центра (вес тела уменьшается).
Аналогично действует Солнце. Оно неизмеримо массивнее Луны, однако приливная сила Солнца из-за его удаленности оказывается вдвое меньше лунной. Приливные силы Луны и Солнца складываются по правилу сложения векторов. Сумма максимальна, когда они находятся на одной линии или близко к тому, то есть в периоды новолуний, полнолуний и особенно затмений.
Приливные силы слегка вытягивают атмосферу Земли в сторону Луны. Они вызывают деформацию твердого тела Земли. Однако наиболее заметно откликается на приливное воздействие океан. Приливные силы, направленные по касательной к поверхности Земли, то есть горизонтальные, сгоняют в океане воду в направлении подлунной и противоположной ей точек, образуя в них поднятие воды (прилив). В открытом океане высота поднятия воды немного меньше одного метра. Вращение Земли и движение Луны непрерывно смещают подлунные точки и заставляют приливную волну бежать вслед за Луной, встречая препятствия в виде материков. Вблизи берегов, в заливах и узких проливах приливы достигают большой высоты, а иногда становятся грозным явлением. Рекордная разность между высокой и низкой водой (19,6 м) регистрируется в заливе Фанди (Bay of Fundy) в Канаде.
Солнечные приливы бывают два раза в сутки, то есть чередуются с периодом 12 ч. Для того чтобы найти период лунных приливов, необходимо кроме вращения Земли учесть и орбитальное движение Луны вокруг Земли. Из-за него период лунных приливов удлиняется на 26 мин., то есть составляет 12 ч 26 мин.
Накладываясь один на другой, лунные и солнечные приливы могут взаимно усиливаться или ослабляться.
Как уже отмечалось, максимальные приливы бывают в периоды новолуний и полнолуний, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются вдоль одной линии.
Таким образом, приливы и отливы, подчиняясь в основном суточному ритму (два прилива в сутки), изменяют свою амплитуду в ритме Лунного месяца. Лунный месяц - период между двумя одинаковыми фазами Луны, скажем, от полнолуния до полнолуния, составляет 29 суток 14 часов 6 часов.
Итак, приливы стремятся затормозить вращение Земли и в конечном счете повернуть Землю одной стороной к Луне. Луна уже повернулась к Земле одной стороной, поскольку земные приливы на поверхности Луны значительно сильнее, чем лунные на поверхности Земли (в первом случае приливная сила в 36 раз больше, чем во втором).
Другая двойная планета солнечной системы, Плутон - Харон, уже завершила свою приливную эволюцию.
Вращение Плутона и Харона полностью и навечно синхронизовано, периоды осевого вращения равны между собой и равны периодам обращений одного вокруг другого по относительным орбитам, так что планета и спутник всегда "смотрят" друг на друга одной стороной.
Похожие статьи
-
Понятие ритмов в природе - Ритмы в природе
Наш космический дом - планета Земля - обладает собственным гравитационным и магнитным полем, сама является источником электромагнитного излучения (по...
-
Современный подход к проблеме биологических ритмов в природе - Биоритмы и работоспособность
Одной из важнейших проблем современной биологии является изучение цикличности процессов, протекающем в живом организме. Эта проблема интересует врачей и...
-
Введение, Идея эволюции живой природы - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
Самые первые картины мира были разработаны в рамках античной философии и носили натурфилософский характер. Подлинно научные картины мира возникают в...
-
Ритмичность природных процессов однозначно показывает, что Вселенная построена по единому принципу. "Конструкция" элементов Вселенной особенно отчетливо...
-
Все живое на нашей планете несет отпечаток ритмического рисунка событий, характерного для нашей Земли. В сложной системе биоритмов, от коротких - на...
-
Среднее содержание серы в земной коре 4,7*10-2 % (по массе), при этом основное ее количество сосредоточено в осадочных горных породах (0,3% по массе);...
-
Внешние ритмы, Внутренние, физиологические, ритмы - Биологические ритмы
Внешние ритмы имеют географическую природу, связаны с вращением Земли относительно Солнца и Луны относительно Земли (рис. 2). Рис 2. Путь Земли вокруг...
-
Форма симметрии и образ жизни - Симметрия и асимметрия в природе
Еще в XIX веке исследования в этой области привели к заключению, что симметрия природных форм в значительной степени зависит от влияния сил земного...
-
Взаимодействие представляет собой развертывающийся во времени и пространстве процесс воздействия одних объектов на другие путем обмена материей и...
-
Введение - Концепции происхождения жизни на Земле
Жизнь -- одно из сложнейших явлений природы. С глубокой древности она воспринималась как таинственная и непознаваемая -- вот почему по вопросам ее...
-
Есть и такие типы взаимоотношений между организмами, когда обе стороны не получают ни пользы, ни вреда. Несмотря на то что они живут на одной территории,...
-
Биологические ритмы - Биологические ритмы
Одно из фундаментальных свойств живой природы - это цикличность большинства происходящих в ней процессов. Между движением небесных тел и живыми...
-
Энергия - Естествознание - единая наука о природе
Земля планета солнечной энергии. "Живая сила" Лейбница. Основы термодинамики. Энтропия. Демон Максвела. На нашей планете основным источником энергии...
-
Природа и общество всегда находились в единстве, в котором они останутся до тех пор, пока будут существовать Земля и Человек. И в этом взаимодействии...
-
Примеры симметрии в природе - Симметрия в природе
Симметрия веками оставалась тем свойством, которое занимало умы философов, астрономов, математиков, художников, архитекторов и физиков. Древние греки...
-
1. Органические вещества сформировались из неорганических под действием физических факторов среды. 2. Органические вещества взаимодействовали, образуя...
-
ПРИМЕРЫ СИММЕТРИИ В ПРИРОДЕ - Основы учения о симметрии
Симметрия веками оставалась тем свойством, которое занимало умы философов, астрономов, математиков, художников, архитекторов и физиков. Древние греки...
-
Силур., Девон. - Гипотеза Опарина, развитие жизни на земле
В следующем периоде - силуре (30 млн. лет) наблюдается иссушение климата, на сушу выходят первые растения (псилофиты), покрывая берега зеленым ковром...
-
Карбон. - Гипотеза Опарина, развитие жизни на земле
Вслед за девоном наступил карбон, или каменноугольный период (65 млн. лет). Впервые огромные пространства суши покрылись болотистыми лесами из...
-
Концепция стационарного состояния - Концепции происхождения жизни на Земле
Лабораторное опровержение спонтанного самозарождения бактерий и других микроорганизмов, осознание сложного биохимического строения клетки вместе с идеями...
-
Развитие жизни на Земле - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
Геологическая эра Земли от ее образования до зарождения жизни называется катархей. Катархей (от греч. "ниже древнейшего") - эра, когда была безжизненная...
-
Сценарий происхождения жизни Ю. А. Колясникова На сегодня очевидно, что рождение Жизни могло произойти только в жидкой воде. Однако ни один исследователь...
-
Появление человека - Эволюция биосферы Земли
Появление на Земле человека представляло собой одно из самых значительных событий в длительной истории биосферы. По существу, неизмененные ландшафты, не...
-
Гипотезы о происхождении жизни на Земле - Гипотеза происхождения живого вещества
Существуют несколько гипотез о происхождении жизни на Земле. Например более распространенный креационизм ( результат творения сверхъестественного...
-
Появление наземных растений - Эволюция биосферы Земли
По-видимому, в конце силурийского периода произошло событие первостепенной важности для всего дальнейшего развития биосферы - появление наземных...
-
Изменение состава атмосферы, Эволюция живого вещества и климат - Эволюция биосферы Земли
Для первой половины архея было характерно резкое преобладание в воде и атмосфере углекислого газа, значительно количество аммиака, а так же вероятно,...
-
Атмосфера - Структура Земли и ее циклы
Воздушная оболочка составляет 0,0001 % (10-6) массы Земли, сильно перемешана, состоит из азота, кислорода и аргона на 99,9 %. За счет динамической...
-
СИЛУР - Жизнь на Земле: эры и периоды
На смену теплым мелководным морям ордовика пришли значительные площади суши, что привело к иссушению климата. В силурских морях доживали свой век...
-
Жизнь на Земле: эры и периоды, АРХЕЙ - Жизнь на Земле: эры и периоды
История развития Земли для удобства изучения поделена на четыре эры и одиннадцать периодов. Два самых последних периода в свою очередь поделены на семь...
-
Целостный охват явлений природы, материального Космоса (научно понимаемое всеединство) он сочетал с естественноисторическим подходом со стремлением...
-
Биологические ритмы или биоритмы - это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким...
-
Древние цивилизации "благодатного полумесяца" - Этногенез Земли
Согласно исследованиям Э. Брукса, во время вюрмского оледенения атлантические циклоны проходили через северную Сахару, Ливан, Месопотамию, Иран и...
-
Профилактика аллергических заболеваний - Заболевания аллергической природы у детей
Если Вы собираетесь дать жизнь маленькому человечку, то должны подумать о том, что Вы можете ему передать, и в первую очередь - неприятного, вроде...
-
Влияние Солнца на экологические процессы Земли - Космос и биосфера Земли
Из всех элементов электромагнитного излучения для биосферы наиболее опасно ультрафиолетовое излучение, поскольку, воздействуя на живое на Земле,...
-
Характеристики биоритмов - Экзогенные и эндогенные процессы биологических ритмов
В основе всякой ритмики лежит периодический волновой процесс. Для характеристики биоритма важны следующие показатели: период, уровень (мезор), амплитуда,...
-
Научное познание: структура и методы - Естествознание - единая наука о природе
Структура научного познания Понятие метода и методологии (и границы научного метода) Классификация методов научного познания Главное назначение научной...
-
Физиологические и экологические ритмы - Экзогенные и эндогенные процессы биологических ритмов
По выполняемой функции биологические ритмы делят на физиологические и экологические. Физиологические ритмы - рабочие циклы отдельных систем...
-
Биологические часы - Биологические ритмы
Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Механизм, ответственный за такую периодическую активность - будь то...
-
Определение биоритмов и их классификация - Экзогенные и эндогенные процессы биологических ритмов
Биологические ритмы или биоритмы - это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким...
-
Земля: происхождение и динамика геосфер - От физики существующего к физике возникающего
Разработка космогонических гипотез является результатом усилий многих ученых (Декарт, 1644; Кант, 1775; Лаплас, 1796; в XX столетии - О. Шмидт, Х....
Ритмы Земли и Луны - Ритмы в природе