Истинное полярное блуждание - это вращение твердого тела планеты или луны относительно оси вращения, в результате чего географические положения северного и южного полюсов изменяются или «блуждают». Если тело не является полностью жестким (как в случае с землей), то в устойчивом состоянии ось с наибольшим моментом инерции будет совмещена с осью вращения, а два меньших момента осей инерции будут лежать в плоскости экватор. Если тело не находится в этом устойчивом состоянии, произойдет истинное полярное блуждание: планета или луна будут вращаться как твердое тело, чтобы выровнять наибольший момент инерции оси с осью вращения. (См. Polhode § Описание .)
Если тело находится около установившегося состояния, но с угловым моментом, не точно совпадающим с наибольшим моментом оси инерции, положение полюса будет колебаться. Погода и движение воды также могут вызывать небольшие изменения. Об этом рассказывается в статье « Полярное движение» .
Описание в контексте Земли [ править ]
Распределение массы Земли несферически симметрично, и Земля имеет три различных момента инерции . Ось, вокруг которой момент инерции наибольший, близко совмещена с осью вращения (ось, проходящая через географические Северный и Южный полюса). Две другие оси находятся около экватора . Это похоже на вращение кирпича вокруг оси, проходящей через его кратчайший размер (вертикальная ось, когда кирпич лежит ровно). Однако, если момент инерции вокруг одной из двух осей, близких к экватору, становится почти равным моменту инерции вокруг полярной оси, ограничение на ориентацию объекта (Земли) ослабляется.
Эта ситуация похожа на регби или американский футбол, вращающийся вокруг оси, проходящей через его «экватор». (Обратите внимание, что «экватор» мяча не соответствует экватору Земли.) Небольшие возмущения могут перемещать футбольный мяч, который затем вращается вокруг другой оси через тот же «экватор». Точно так же условия могут заставить Землю (и кору, и мантию) медленно переориентироваться, пока новая географическая точка не переместится к Северному полюсу, при этом ось низкого момента инерции будет удерживаться очень близко к экватору.
Такая переориентация изменяет широты большинства точек на Земле на величину, которая зависит от того, насколько они удалены от оси около экватора, которая не перемещается.
Примеры [ править ]
Случаи истинного полярного блуждания происходили несколько раз на протяжении истории Земли. [1] Было высказано предположение, что Восточная Азия сместилась на юг из-за истинного полярного блуждания на 25 ° между 174 и 157 миллионами лет назад. [2] Марс , Европа и Энцелад, как полагают, также претерпели истинное смещение полюсов, в случае Европы на 80 °. [3]
Чрезвычайный наклон Урана по отношению к эклиптике - это не пример истинного полярного блуждания (сдвиг тела относительно его оси вращения), а скорее большой сдвиг самой оси вращения. Считается, что это смещение оси является результатом серии катастрофических ударов, произошедших миллиарды лет назад. [4]
Различия и ограничения [ править ]
Полярное блуждание не следует путать с прецессией , когда ось вращения перемещается, другими словами, Северный полюс указывает на другую звезду. Существуют также меньшие и более быстрые изменения оси вращения, относящиеся к термину нутация . Прецессия вызывается гравитационным притяжением Луны и Солнца и происходит постоянно и с гораздо большей скоростью, чем полярное блуждание. Это не приводит к изменению широты.
Истинное полярное блуждание следует отличать от дрейфа континентов , когда различные части земной коры перемещаются в разных направлениях из-за циркуляции в мантии .
Кроме того, этот эффект не следует путать с эффектом, известным как геомагнитная инверсия, который описывает неоднократно подтвержденное инверсию магнитного поля Земли .
Реконструкции тектонических плит [ править ]
Палеомагнетизм используется для создания реконструкций тектонических плит путем определения палеошироты конкретного участка. На эту палеошироту влияет как истинное полярное блуждание, так и тектоника плит . Чтобы восстановить тектоническую историю плит, геологи должны получить ряд датированных палеомагнитных образцов. Поскольку истинное полярное блуждание является глобальным явлением, а тектонические движения специфичны для каждой плиты, множественные даты позволяют им разделить сигналы тектонического и истинного полярного блуждания.
См. Также [ править ]
- Видимое полярное блуждание
- Осевой наклон
- Гипотеза катаклизмического сдвига полюсов (включает обсуждение различных исторических гипотез, связанных с быстрым сдвигом полюсов)
- Полярное движение
- Настоящее полярное блуждание по Марсу
Ссылки [ править ]
- ^ Штейнбергер, Бернхард; Торсвик, Тронд Х. (2008). «Абсолютное движение плит и истинное полярное блуждание при отсутствии горячих точек». Природа . 452 (7187): 620–623. DOI : 10,1038 / природа06824 . PMID 18385737 .
- ^ Чжию Йи; и другие. (Октябрь 2019 г.). «Настоящий спусковой крючок полярных странствий для Великой юрской аридификации Восточной Азии» . Геология . DOI : 10.1130 / G46641.1 .
- ↑ Рон Коуэн (7 июня 2008 г.). «Бегущая луна» . Новости науки . 173 (18).
- ↑ Кейт Тейлор (11 октября 2011 г.). «Опрокинулся несколькими столкновениями» . TG Daily .
