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地球自轉(zhuǎn)是一個很有趣的問題，也是一個很復(fù)雜的問題。地球自轉(zhuǎn)是地球圍繞著自己的軸旋轉(zhuǎn)，就像一個陀螺一樣。地球自轉(zhuǎn)的周期是一天，也就是24小時。地球自轉(zhuǎn)的方向是由西向東，所以我們看到太陽從東方升起，從西方落下。地球自轉(zhuǎn)的速度不是恒定的，而是隨著緯度的不同而變化。赤道處的線速度最大，約為465.1米每秒，而兩極處的線速度最小，幾乎為零。
地球為什么會自轉(zhuǎn)呢？這個問題沒有一個簡單的答案，因為地球自轉(zhuǎn)的原因涉及到太陽系的形成、地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、地球外部的影響等多方面的因素。 回到太陽系誕生的時候，大約50億年前。當(dāng)時，太陽系是一個由塵埃和氣體組成的巨大云團，這個云團本身就帶有一定的角動量，也就是旋轉(zhuǎn)能量。由于萬有引力的作用，這個云團開始坍縮，并且越坍縮越快，就像一個花樣滑冰運動員把手臂收攏一樣。 在坍縮過程中，云團形成了一個扁平的盤狀結(jié)構(gòu)，并且在盤面上分布了許多旋渦。這些旋渦就是未來行星的雛形。其中最大的旋渦位于盤中心，吸收了云團絕大部分的物質(zhì)和角動量，形成了太陽。其他較小的旋渦則吸收了周圍的物質(zhì)和角動量，形成了行星、衛(wèi)星、小行星、彗星等天體。其中一個旋渦就是我們現(xiàn)在居住的地球。
地球自轉(zhuǎn)的根本原因是它從原始星地球內(nèi)部對地球自轉(zhuǎn)有什么影響。云中繼承了一部分角動量，并且由于角動量守恒的原理，這部分角動量一直保持到現(xiàn)在。當(dāng)然，這并不意味著地球自轉(zhuǎn)的速度和方向是不變的。事實上，在太陽系形成后的漫長歷史中，地球自轉(zhuǎn)受到了許多內(nèi)部和外部的影響，導(dǎo)致了它的變化。 地球內(nèi)部對地球自轉(zhuǎn)有什么影響。 地球內(nèi)部并不是均勻和靜止的，而是分為幾層，并且有著復(fù)雜的運動。最內(nèi)層是地核，由鐵和鎳組成，分為內(nèi)核和外核。內(nèi)核是固態(tài)的，外核是液態(tài)的，并且有著強烈的對流運動。外核對流運動產(chǎn)生了地球磁場，并且與內(nèi)核和地幔之間存在著摩擦力。這些摩擦力會改變地核和地幔之間的角動量分配，并且影響地球自轉(zhuǎn)速度和方向。比如，在2004年印度洋大地震后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)速度加快了約3微秒，這可能是由于地震引起的地核和地幔之間的角動量轉(zhuǎn)移所致。
地幔是地球最厚的一層，由巖石組成，也有著緩慢的對流運動。地幔對流運動導(dǎo)致了板塊構(gòu)造，也就是地殼上的各個板塊的相互碰撞、分離、俯沖、隆起等現(xiàn)象。板塊構(gòu)造會改變地球表面的質(zhì)量分布，從而影響地球的慣性矩和自轉(zhuǎn)軸。比如，在冰河期，大量的水被凍結(jié)在兩極，導(dǎo)致兩極的質(zhì)量增加，赤道的質(zhì)量減少。這樣就使得地球自轉(zhuǎn)軸發(fā)生了偏移，也就是所謂的極移。當(dāng)冰河期結(jié)束后，冰川融化，水又重新分布在全球，地球自轉(zhuǎn)軸又會發(fā)生相反的偏移，這就是所謂的后冰期反彈。 地球外部對地球自轉(zhuǎn)有什么影響。 地球外部最主要的影響來自于太陽和月球。太陽和月球?qū)Φ厍虍a(chǎn)生了潮汐力，也就是引力隨著距離的不同而變化的效應(yīng)。潮汐力使得地球表面的水和固體都發(fā)生了形變，形成了潮汐隆起和潮汐凹陷。這些形變會與地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦力，并且消耗掉一部分角動量。這就導(dǎo)致了地球自轉(zhuǎn)速度逐漸減慢，并且月球逐漸遠(yuǎn)離地球。科學(xué)家估計，在3.7億年前的泥盆紀(jì)時期，地球上一年有400多天，而現(xiàn)在只有365天。如果這種趨勢繼續(xù)下去，未來一天將會變得更長。
除了太陽和月球之外，其他行星也會對地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定的影響，但相對較小。在每個世紀(jì)中，金星會使得地球自轉(zhuǎn)速度減慢6.5毫秒。此外，一些小行星或彗星與地球發(fā)生碰撞也會改變地球自轉(zhuǎn)速度和方向，但這種情況非常罕見。 地球自轉(zhuǎn)是一個非常復(fù)雜而又神奇的現(xiàn)象，它涉及到太陽系的形成、地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、地球外部的影響等多方面的因素。如果沒有地球自轉(zhuǎn)，我們將會失去晝夜交替、四季變化、極光美景等許多美好的事物。所以，我們應(yīng)該珍惜和保護我們賴以生存的這個美麗星球。 |
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