地球是永动机吗?地球自转速度高达1670公里,我们却毫无感觉

【菜科解读】
除了战斗机的时速每小时能达到1600公里以上,你知道咱地球的自转速度竟然也高达1670公里吗?地球转得这么快,为什么我们毫无感觉?地球自转不会对我们的生活造成影响吗?地球自转的动力又是来自哪里呢?
其实要理解这个问题我们要谈到一个知识点,参照系。
参照系是描述运动的观察者所选择的参照物。
当我们说地球自转速度是1670公里每小时时,这个速度是相对于地球上的一个点,比如地球中心或者北极点。
而我们平时所感受到的运动都是相对于地球表面的,因为我们自身也在地球上。
在这个参照系下,我们和地球表面是同样在旋转的,所以并不会感觉到地球的自转。
简单的说,就是地球在转,我们也在跟着转。
这就像我们坐在车上,如果车以恒定速度行驶,我们就不会感觉到运动,只有当车加速或减速时,我们才会感觉到惯性力。
同理,如果地球突然停止或改变自转速度,我们也会感受到强烈的惯性力,甚至被甩出地球。
这可不是开玩笑,汽车急刹车都遇到过吧,60公里一脚刹车踩下去,你就能被安全带勒得生疼,这可是才60公里。
1600公里转速的地球来一脚急刹,先不说地球没有安全带,就算是有这安全带,人体也遭不住。
这时候就不是我在遥望,月亮之上,而是我在飞往,月亮之上了。
不过地球自转的速度虽然很快,但是相对于地球的大小来说,却很小。
地球的周长约为4万公里,所以赤道处每小时转动1670公里,相当于每秒转动0.46公里,或者每毫秒转动0.46米。
这个角速度很小,只有每小时15度,或者每秒0.0042度。
因此,我们很难察觉到地球自转的角度变化。
既然察觉不到,那么地球自转还对我们的生活有影响吗?
地球自转到底对我们的生活有啥影响?虽然我们感觉不到地球的自转,但它却在悄悄地影响着我们的生活。
从速度的感觉上,地球的自转虽然好像没啥大不了的,但实际上,地球的自转对我们的气候和环境产生了巨大的影响。
咱们每天太阳月亮换班,就是地球自转导致了日夜的交替。
如果地球突然停止自转,地球上99.9的生命就迎来了灭顶之灾。
这一停,咱地球上的气候变化和生态系统将在极短的时间内崩溃。
一半的地球将永远处于阳光下,而另一半则永远在黑暗中。
一黑一白,导致极端的温度变化,有太阳的那边,终将化成荒漠;没有太阳的那边,就是冰雪的世界,比现在的南北极还冷。
想在这种环境上生产,基本上是痴人说梦。
停转之后,除了昼夜更替,季节变化也将一去不返。
地球轨道的倾斜导致了四季的变化,但如果没有自转,季节的差异将变得极为极端。
这对于农业和自然界的生物都将是灾难性的,比沙漠和南北极还极端的环境,啥作物也长不了。
#p#分页标题#e#地球自转还影响了风向和水流的方向。
地理学上说的科氏力(科里奥利力)就是由于地球自转引起的,它影响着大气和海洋中的运动。
如果地球停止自转,这些运动将失去平衡,风暴海啸的发生,可能就是日常了。
除了自转对环境的影响,自转在不同程度上也深刻地影响着人类的生活和文化。
这个自转使得我们的世界充满了多样性和变化,从而塑造了我们的作息习惯、节日庆祝方式,甚至影响了历法的制定。
比如我国的中秋节。
中秋节是农历八月十五,正是秋分之际。
而地球自转使得中秋节的月亮总是处于最圆最亮的位置,寓意团圆和丰收。
人们在这一天常常会欢聚一堂,赏月、品茶、共度佳节,可以说中秋节就是地球自转带来文化差异的美好体现。
自转对同是四大文明古国之一的古埃及,也有深刻的影响。
古埃及有着太阳的崇拜,它的太阳神庙的建筑都与太阳的轨迹和地球自转有关。
庙内的某些结构在特定时间接收太阳光,象征太阳神的力量和地球的自转周期。
在北欧地区,由于高纬度的缘故,地球自转造成了独特的极昼和极夜现象。
在北极圈内,夏季期间有长时间的极昼,冬季则有漫长的极夜。
这影响了当地居民的生活和文化,他们学会在不同的季节和时间中找到平衡,适应这种与地球自转相关的极端环境。
从这些例子我们可以感受到,人类对地球自转规律的深刻理解,并将其融入宗教和文化之中。
所以虽然我们察觉不到地球的自转速度,但它却在无形中影响着我们的生活。
日夜更替、季节变化、风向偏转等现象都是地球自转的产物,展现了自然界错综复杂的秩序。
这也就是地球自转的微妙之处,也正是我们世界风景各不相同的原因。
了解完了地球的自转,还有朋友好奇,地球自转的能量来源究竟是啥?地球能不能一直转下去呢?让我们接着往下看。
地球自转的能量来源究竟是啥?1801年,托马斯·杨提出了能量守恒,永动机也被我们证伪。
所以地球的自转的能量并不是用之不竭的,那么地球自转的能量源究竟是啥?其实这个问题还有真点复杂,地球自转的能量来源是一个与宇宙、物理学和地球形成等众多领域交织在一起,咱们拆开慢慢说。
我们先从地球的形成谈起。
我们需要追溯到地球的形成过程。
地球是在大约46亿年前,由太阳系内的初始物质(什么氢、氦、还有超新星爆发喷射出的重元素尘埃、团块)在引力作用下聚集而成的。
#p#分页标题#e#在这个过程中,星际物质的引力势能转化为动能,同时由于物质分布的不均匀性、碰撞的随机性、角动量的守恒等因素,星际物质在聚集的过程中,也会因为角动量守恒而加快自己的旋转速度。
这样,地球在形成的时候,就带有了一定的自转速度,这就是地球自转的初始能量来源。
再次我们要考虑地球内部的物质分布。
地球内部形成了一个相对较重的地核和一个较轻的地壳。
地壳板块的运动,会导致地球的质量重新分配,从而改变地球的转动惯量,使得地球的自转速度逐渐减缓。
但是别担心,地球自转被放缓这个过程需要数以亿计年的时间,但它也对地球的自转速度产生了一定的影响。
除了地球自身的影响,还有地球与其他天体之间存在引力相互作用,尤其与月球之间。
这种引力相互作用导致了地球表面和海洋的形变,产生了我们所说的潮汐力。
潮汐力影响了地球的自转速度,也带来潮起潮落,这就是潮汐摩擦现象。
潮汐摩擦是地球自转能量损失的主要原因之一。
据估计,每年地球的自转周期会增加约20微秒,而地月距离会增加约3.8厘米。
这也就是他们调侃,月球在逃离地球这句话的来源。
太阳对地球的潮汐摩擦也有类似的效果,但由于太阳的质量远大于地球,地球对太阳的轨道能量的影响可以忽略不计,所以主要是地球的自转能量转化为太阳的轨道能量,导致地球的自转速度减慢,而地日距离基本不变。
所以,地球自转的能量主要来自于形成时的初动能和引力势能。
由于地球内部的不均匀分布、与其他天体的相互作用以及潮汐力的影响,地球的自转速度逐渐减缓。
这个过程是一个持续演化的、趋向平衡的动力学系统,所以地球不是个无限动能的永动机,也终会有停转的一天。
结语地球的自转与我们同在一个旋转参照系中,因此我们无法感受到自转带来的运动。
尽管我们感觉不到地球的自转,但它在悄悄地塑造着我们的生活和环境。
它在无形中塑造着我们的文化、气候、环境和生活习惯。
日夜更替、季节变化、风向偏转等现象都是地球自转的产物,展现了自然界错综复杂的秩序。
地球形成时的初动能、地球内部的物质分布、与其他天体的引力相互作用以及潮汐力的影响,地球的自转能量得以维持。
地球也并非是一个永动机,地球的自转速度会逐渐减缓,是一个持续演化的动力学系统。
地球自转的微妙之处,正是我们世界多彩风景的根本原因。
这个古老而神秘的过程,既是科学的探索领域,也是人类文化和生活方式的重要组成部分。
对于地球这颗蓝色星球的奇妙,仍有许多未知的领域等待着人类的探索。
参考资料
10分钟搞懂地球运动;一起show地理,2019
埃及一段历史透露的地球翻转情况分析;关心明天,2014
地球为什么会自转?动力是什么;合肥科普合肥科协,2022
地球1秒自转472米,比坐飞机还快!为何你却感受不到;黑尘空日记,2022
#p#分页标题#e#地球每秒狂飙500米,带来昼夜交替,地球自转有证据吗;飞哥聊科学,2023
为什么我们感受不到地球在转,却愿意坚信地球在转;宇宙的秘密我知道,2024声明:本文内容仅代表作者个人观点,与本站立场无关。
巴西南部圣卡塔琳娜州遭遇严重飓风?近600只企鹅被冲上沙滩死亡
当地海洋动物护理机构PMP-BS人员表示,当地9日遭严重飓风侵袭,在部分地区甚至出现时速超过100公里的超强阵风,导致许多野生动物被吹到沙滩上,在所发现的企鹅中596只已经死亡,还有很多遗体已经彻底腐烂,怀疑可能在被吹上岸之前就已经溺死海中。
当地媒体指出,麦哲伦企鹅每年6月至10月,都会从福克兰群岛、阿根廷、智利等地迁徙到巴西圣卡塔琳娜岸边觅食,由于企鹅不像其他鸟类会飞,所以遇到因强风影响而吹起的巨浪时更难逃生,才会不幸淹死在大海中。
南极洲发现世界上最古老的冰芯?可能保存了500万年
现在,科学家们已经确定了可能是世界上最古老的冰芯的日期,其中一些部分可能保存了500万年前的样本。
南极洲等地的冰就像一个时间胶囊:它古老的、被困住的气泡提可以捕捉到几千年甚至几百万年前的地球大气的原始样本。
科学家们一直在寻找越来越古老的冰来扩大地球的气候记录。
像二氧化碳浓度这样的标志物可以与其他古代记录进行交叉检验,以更深入地了解遥远的过去气候是什么样的,以及事情是如何变化的。
现在,一个研究小组可能比以往任何时候都更深入地了解了迄今为止钻探到的最古老的冰芯。
该样本取自南极洲的Ong Valley,那里的冰川漂移使古冰层相对接近地表,受到一层岩石的保护。
在2017年和2018年的南半球夏季,该团队钻探了一个长9.5米(31英尺)的冰芯,并在此后分析了不同深度的材料的年龄。
研究人员检查了整个冰芯中铍、氖和铝的同位素的积累情况。
这些同位素是由高能宇宙射线与岩石物质碰撞产生的,其浓度可以提供一个指示,说明一个层最后暴露在表面的时间。
由此,研究小组能够计算出,该冰芯是由两个大的冰块堆积在一起组成的,这可能是由两个独立的冰川事件引起的。
上面的部分估计有300万年左右的历史,而下面的部分被测定为430万至510万年之间。
这几乎是之前的记录保持者(270万年)的两倍。
当然,这些都是估计,虽然可能有误差的空间,但研究小组说,分析三种不同的同位素使他们对年龄范围相当有信心。
虽然对400或500万年前的地球的一瞥无疑是非常宝贵的,但科学家们把目光投向了保存气候连续记录的冰芯。
目前的记录保持者横跨80万年,但科学家们的目标是收集不间断地延伸到一百万年的冰芯。
其中一些项目,包括Beyond EPICA,已经进行了几年的钻探活动。
这项新研究发表在《Cryosphere》杂志上。
相关报道:科学家发现世界上最古老冰芯(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(李木子):南极洲的冰层就像一个时间胶囊,其中的古老气泡提供了数千年前的地球大气层快照。
为了延长地球的气候记录,科学家一直在寻找最古老的冰层。
如今,一个团队可能发现了“金矿”。
研究人员在横贯南极山脉的昂谷发现了一根近10米长、充满沉积物的冰芯。
他们估计这些冰有500万年的历史,可能是迄今为止发现的最古老的冰。
科学家7月15日发表在《冰冻圈》杂志上的用于测量冰芯年代的方法,可能为研究其他更古老的冰层样本铺平了道路。
大多数用于科研的冰芯都是从南极洲东部的一些地点收集的,那里的冰层由于降水而一层层沉积下来,甚至比昂谷的冰层更干净。
几个国际团队正在竞相从这些更为有序的地下深层沉积物中提取最古老的连续冰芯,并希望能得到延伸至150万年前的无缝大气情况时间线。
然而,新的方法可以确定更古老冰层样本的年代。
这些样本是由冰川沉积而成的,因为它们更接近地表,所以更容易获取。
这是文章主要作者Marie Bergelin的观点。
作为一位冰川地质学家,她在美国北达科他大学工作期间曾参与了昂谷冰川项目。
Bergelin并没有深入地下钻取冰芯,而是寻思:“我们还能在哪里找到古老的冰?我们还能去哪里找到独特的矿床?”2017~2018年,研究人员在昂谷收集了冰芯,他们选择的提取地点远离任何可能污染样本的落石区域。
研究人员根据对该地区冰沉积情况的了解开发了一个模型,描述了稀有的铍、铝和氖同位素是如何随时间推移在冰中累积的。
在将该模型的预测结果与10米长冰芯中测得的同位素剖面进行比较后,他们估算出,在一定深度内,一些冰的历史大约有300万年。
在该深度以下,同位素浓度远高于预期,这使得研究小组得出结论,在昂谷的这一地区,两个独立的冰层相互堆叠。
他们估计,其中更古老、更深的冰层年代在430万年到510万年之间。
纽约城市大学冰川地质学家Alia Lesnek说:“他们实际上为这片冰层提供了以前无法做到的数据分析,这令人非常兴奋。
”其他研究人员对该结果表示质疑,因为Bergelin和同事没有收集到碳同位素水平等数据,而根据这些数据可能会得出不同的年代。
科学家还想知道,该模型是否能适用于昂谷以外的冰层。
Bergelin说,测量3种同位素应该足以得出结论,因为大多数研究只使用一种或两种同位素,而碳14的衰变速度太快,无法确定数百万年前的冰层年代。
她认为,该模型可以应用于其他具有类似、孤立和埋藏冰层的南极地区。
尽管如此,科学家仍然对该冰层的年代及其意义感到兴奋。
“这项研究提供了非常有力的证据,证明冰芯或冰层样本可以保存300万年或400万年。
”曾就职于普林斯顿大学的古气候学家Yuzhen Yan说,“这为未来的钻取作业开辟了新的可能性。
”目前,最古老的连续冰芯可以追溯到80万年前的气候记录。
但科学家希望有一个不间断的环境记录,可以追溯到大约100万年前,当时地球气候发生了重大变化,冰河期的周期减缓。
理解发生这种突然变化的原因,可能有助科学家明确今天的气候变暖将带来什么。
一些项目已经开始钻探。
其中包括俄罗斯的VOICE项目和10个欧洲国家的合作项目Beyond EPICA。
“我们的目标是从南极洲的不同地方获得多个冰芯,以确保记录的准确性。
因此,只有一个国家或一个团体是不可能做到的。
”日本东京国家极地研究所的古气候学家Kenji Kawamura说。