地球為什么會自轉(zhuǎn)
地球是距離太陽的第三顆行星，也是目前已知的唯一孕育和支持生命的天體。地球表面的大約 29.2% 是由大陸和島嶼組成的陸地。剩余的 70.8% 被水覆蓋，大部分被海洋、海灣和其他咸水體覆蓋，也被湖泊、河流和其他淡水覆蓋，它們共同構(gòu)成了水圈。地球的大部分極地地區(qū)都被冰覆蓋。以下是小編為大家整理的地球為什么會自轉(zhuǎn)，歡迎閱讀與收藏。
地球為什么會自轉(zhuǎn)
地球自轉(zhuǎn)，只是在描述地球自身繞日運行的姿態(tài)，有太陽日和恒星日兩種，它相對于太陽的位置而言，每24小時旋轉(zhuǎn)一周;相對于恒星的位置而言，每23小時56分旋轉(zhuǎn)一周，這是現(xiàn)行時間標(biāo)量的依據(jù)，是太陽日和恒星日日長的由來，也是地球出現(xiàn)朝、晝、暮、夜的原因。
地球自轉(zhuǎn)是指地球繞著地軸自西向東旋轉(zhuǎn)的地理現(xiàn)象。
從天球的北極點鳥瞰，地球自轉(zhuǎn)是逆時針旋轉(zhuǎn);從南極點上空看是順時針旋轉(zhuǎn)。
關(guān)于地球自轉(zhuǎn)的各種理論目前都還是假說。地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運動形式，自轉(zhuǎn)的平均角速度為7.292×10-5弧度/秒，在地球赤道上的自轉(zhuǎn)線速度為465米/秒。地球自轉(zhuǎn)一周耗時23小時56分，約每隔10年自轉(zhuǎn)周期會增加或者減少千分之三至千分之四秒。
“地球自轉(zhuǎn)”這一概念揭示的是“地球在自轉(zhuǎn)”這一自然現(xiàn)象。地球自轉(zhuǎn)：地球繞自轉(zhuǎn)軸自西向東的轉(zhuǎn)動。地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運動形式，自轉(zhuǎn)的平均角速度為7.292×10-5度/秒，在地球赤道上的自轉(zhuǎn)線速度為465米/秒。一般而言，地球的自轉(zhuǎn)是均勻的。但精密的天文觀測表明，地球自轉(zhuǎn)存在著3種不同的變化。
地球自轉(zhuǎn)一周耗時23小時56分4秒，約每隔10年自轉(zhuǎn)周期會增加或者減少千分之三至千分之四秒。
其實，古希臘的費羅勞斯、海西塔斯等人早已提出過地球自轉(zhuǎn)的猜想，中國戰(zhàn)國時代《尸子》一書中就已有“天左舒，地右辟”的論述，而對這一自然現(xiàn)象的證實和它被人們所接受，則是在1543年哥白尼日心說提出之后。
“地球自己轉(zhuǎn)”已經(jīng)是在說明地球自轉(zhuǎn)的原因，它要肯定的是：地球自轉(zhuǎn)的動力在于“自己”，在于地球內(nèi)部而不是外部，在于自身具有的內(nèi)力而不是外力。
否定“地球自己轉(zhuǎn)”并不是否定“地球在自轉(zhuǎn)”這一現(xiàn)象，而是否定地球內(nèi)部有推動自己旋轉(zhuǎn)的動力，如同水磨旋轉(zhuǎn)的動力并不在于磨體內(nèi)部一樣。故“地球在自轉(zhuǎn)”不等于“地球自己轉(zhuǎn)”，它們是兩個不同的概念，若把兩者等同起來，便是一種“誤等”。
命名
地球的英文名Earth源自中古英語，其歷史可追溯到古英語（時常作“eore”），在日耳曼語族諸語中都有同源詞，其原始日耳曼語詞根構(gòu)擬為“*erō”。拉丁文稱之為“Terra”，為古羅馬神話中大地女神忒亞之名。希臘文中則稱之為“Γαα”（Gaia），這個名稱是希臘神話中大地女神蓋亞的名字。
中文“地球”一詞最早出現(xiàn)于明朝的西學(xué)東漸時期，最早引入該詞的是意大利傳教士利瑪竇（Matteo Ricci），他在《坤輿萬國全圖》中使用了該詞。清朝后期，西方近代科學(xué)引入中國，地圓說逐漸為中國人所接受，“地球”一詞（亦作“地毬”）被廣泛使用，申報在創(chuàng)刊首月即登載《地球說》一文。
公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)
1、公轉(zhuǎn)
旅行者1號拍攝的暗淡藍點地球圖像，掩蓋在太陽光之中地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道與太陽的平均距離大約是1.5億千米（9300萬英里），每365.2564平太陽日(365日6時9分10秒)轉(zhuǎn)一圈，稱為一恒星年。1990年，旅行者1號從64億千米（40億英里）拍攝到了地球的圖像（暗淡藍點）。公轉(zhuǎn)使得太陽相對于恒星每日向東有約1°的視運動，每12小時的移動相當(dāng)于太陽或月球的視直徑。由于這種運動，地球平均要24小時，也就是一個太陽日，才能繞軸自轉(zhuǎn)完一圈，讓太陽再度通過中天。地球公轉(zhuǎn)的平均速度大約是29.8 km/s（107000 km/h），7分鐘內(nèi)就可行進12742 km（7,918 mi），等同于地球的直徑的距離；約3.5小時就能行進約384000千米的地月距離。
在現(xiàn)代，地球的近日點和遠日點出現(xiàn)的時間分別出現(xiàn)于每年的1月3日和7月4日左右。 由于進動和軌道參數(shù)變化帶來的影響，這兩個日期會隨時間變化。這種變化具有周期性的特征，即米蘭科維奇假說。地球和太陽距離的變化，造成地球從遠日點運行到近日點時，獲得的太陽能量增加了6.9%。因為南半球總在每年相同的時間接近近日點時朝向太陽，因此在一年之中，南半球接受的太陽能量比北半球稍多一些。但這種影響遠小于轉(zhuǎn)軸傾角對總能量變化的影響，多接收的能量大部分都被南半球表面占很高比例的海水吸收掉。
相對于背景恒星，月球和地球每27.32天繞行彼此的質(zhì)心公轉(zhuǎn)一圈。由于地月系統(tǒng)共同繞太陽公轉(zhuǎn)，相鄰兩次朔的間隔，即朔望月的周期，平均是29.53天。從天球北極看，月球環(huán)繞地球的公轉(zhuǎn)以及它們的自轉(zhuǎn)都是逆時針方向。從超越地球和太陽北極的制高點看，地球也是以逆時針方向環(huán)繞著太陽公轉(zhuǎn)，但公轉(zhuǎn)軌道面（即黃道）和地球赤道并不重合——黃道面和赤道面呈現(xiàn)23.439281°（約23°26'）的夾角，該角也是自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軸的夾角，被稱為軌道傾角、轉(zhuǎn)軸傾角或黃赤交角。而月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道平面（白道）與黃道夾角5.1°。如果沒有這些傾斜，每個月都會有一次日食和一次月食交替發(fā)生。
黃道和赤道的關(guān)系，黃道是軌道平面，赤道是垂直地球自轉(zhuǎn)軸的平面
地球的引力影響范圍（希爾球）半徑大約是1.5 × 106千米（930,000英里）。天體必需進入這個范圍內(nèi)才能被視為環(huán)繞著地球運動，否則其軌道會因太陽引力攝動而變得不穩(wěn)定，并有可能脫離地球束縛。包括地球在內(nèi)的整個太陽系，在位于銀河系平面（銀道）上方約20 光年的獵戶臂內(nèi)，以28000ly的距離環(huán)繞著銀河系的中心公轉(zhuǎn)。
2、自轉(zhuǎn)
地球相對于太陽的平均自轉(zhuǎn)周期稱為一個平太陽日，定義為平太陽時86,400 秒（等于SI86,400.0025 秒）。因為潮汐減速的緣故，當(dāng)前地球的太陽日已經(jīng)比19世紀(jì)略長一些，每天要長0至2 SI ms。國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)（IERS），以國際單位制的秒為單位，測量了1623年至2005年和1962年至2005年的時長，確定了平均太陽日的長度。
地球相對于太陽的自轉(zhuǎn)周期，稱為一個恒星日，依據(jù)IERS的測量，1恒星日等于平太陽時（UT1）86,164.098903691 秒，即23小時56分4.098903691秒。天文學(xué)上常以地球相對于平春分點的自轉(zhuǎn)周期作為一個恒星日，在1982年是平太陽時（UT1）86164.09053083288 秒，即23小時56分4.09053083288。由于春分點會因為歲差等原因而發(fā)生移動，這個恒星日比真正的恒星日短約8.4毫秒。
從地球上看，空中的天體都以每小時15°，也就是每分鐘15'的角速度向西移動（低軌道的人造衛(wèi)星和大氣層內(nèi)的流星除外）�？拷烨虺嗟赖奶祗w，每兩分鐘的移動距離相當(dāng)于地球表面所見的月球或太陽的視直徑（兩者幾乎相同）。
3、轉(zhuǎn)軸傾角
軌道傾角的存在使得地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，太陽直射點在南回歸線和北回歸線之間周期性變化，這為一個回歸年，時長為365.24219個平太陽日（即：365天5小時48分46秒）。地球上不同緯度地區(qū)晝夜長短和太陽高度角隨之變化，進而使得這些地區(qū)一日之內(nèi)接受到的太陽輻射總量發(fā)生變化，導(dǎo)致季節(jié)變化。當(dāng)北極點相對于南極點離太陽更近時，太陽直射點位于北半球，此時北半球晝長夜短，太陽高度角較大，為夏半年；南半球晝短夜長，太陽高度角較小，為冬半年；反之亦然。在北回歸線以北的北溫帶，太陽總是從東南方向升起，向西南方向落下；在南溫帶，太陽則是從東北方向升起，向西北方向落下。
赤道是垂直自轉(zhuǎn)軸的平面，與軌道平面（黃道）的夾角是軌道傾角
在南、北半球各自的夏半年中，緯度越高，晝越長，夜越短，在極圈內(nèi)可能出現(xiàn)全天都是白晝的情形，稱為極晝。在極點附近，夏半年的6個月都是極晝；冬半年緯度越高，晝越短，夜越長，極圈內(nèi)可能出現(xiàn)全天都是黑夜的情形，稱為極夜。極點附近冬半年均為極夜。在一個回歸年內(nèi)，太陽直射點在南北回歸線之間移動。直射點落在北回歸線、南回歸線上的那一天合稱至日。直射點會兩次越過赤道，稱為分點。在北半球，冬至出現(xiàn)于每年的12月21日前后，夏至出現(xiàn)于6月21日左右，春分通常出現(xiàn)于3月20日，秋分通常出現(xiàn)于9月22日或9月23日。在南半球，春分、秋分；夏至、冬至的日期正好與北半球相反。
由于地球不是理想的球體，而黃道面、白道面和赤道面都存在交角，太陽和月球?qū)Φ厍蚴┘拥?力矩有垂直于自轉(zhuǎn)角動量的分量，使得地球在自轉(zhuǎn)的同時會發(fā)生進動，其周期為2.58萬年，從而導(dǎo)致了恒星年和回歸年的差異，即歲差。地球的傾斜角幾乎不隨時間變化而改變，但由于日月相對地球的位置不斷變化導(dǎo)致地球受到的外力發(fā)生變化，地球在自轉(zhuǎn)、進動時傾斜角仍然會有輕微、無規(guī)則的章動，其最大周期分量為18.6年，與月球交點的進動周期一致。地球也不是理想的剛體，受到地質(zhì)變化、大氣運動等作用的影響，地球的質(zhì)量分布會發(fā)生變化，自轉(zhuǎn)極點相對于地球表面同樣也會有輕微的漂移，每年極點的位置會變化數(shù)米，自1900年以來，極點大約漂移了二十米。這種漂移被稱為極移。極移是一種準(zhǔn)周期運動，主要的周期分量包括一個周期為一年的運動和一個周期為14個月的運動。前者通常被認(rèn)為與大氣運動有關(guān)，后者被稱為錢德勒擺動。由于地球的自轉(zhuǎn)角速度比月球和地球的公轉(zhuǎn)角速度都大，受到潮汐摩擦的影響，地球的自轉(zhuǎn)角速度隨著時間變化緩慢減小，換言之，一天的時間逐漸變長。
衛(wèi)星
1、月球
滿月時拍攝的月球照片月球是地球的天然衛(wèi)星，因古代在夜晚能提供一定的照明功能，也常被稱作“月亮”，月球的直徑約為地球直徑的四分之一，結(jié)構(gòu)與類地行星相似。月球是太陽系中衛(wèi)星－行星體積比最大的衛(wèi)星。雖然冥王星和冥衛(wèi)一之間的比值更大，但冥王星屬于矮行星。月球和地球間的引力作用是引起地球潮汐現(xiàn)象的主要原因，而月球被地球潮汐鎖定，因此月球的自轉(zhuǎn)周期等于繞地球的公轉(zhuǎn)周期，使月球始終以同一面朝向地球。月球被太陽照亮并朝向地球這一面的變化，導(dǎo)致月相的改變，黑暗部分和明亮部分被明暗界線分隔開來。由于地月間的潮汐相互作用，月球會以每年大約38毫米的距離逐漸遠離地球，地球自轉(zhuǎn)的時間長度每年大約增加23微秒。數(shù)百萬年來，這些微小的變更累積成重大的變化。例如，在泥盆紀(jì)的時期（大約4.19億年前），一年有400天，而一天只有21.8小時。
1968年阿波羅8號宇航員在繞月軌道上拍攝的“地出”月球?qū)Φ厍驓夂虻恼{(diào)節(jié)可能戲劇性地影響到地球上生物的發(fā)展。古生物學(xué)的證據(jù)和電腦模擬顯示地球的轉(zhuǎn)軸傾角因為與月球的潮汐相互作用才得以穩(wěn)定。一些理論學(xué)家認(rèn)為，沒有這個穩(wěn)定的力量對抗太陽和其他行星對地球的赤道隆起產(chǎn)生的扭矩，地球的自轉(zhuǎn)軸指向?qū)⒒煦鐭o常；火星就是一個現(xiàn)成的例子。太陽的直徑大約是月球的400倍，但太陽與地球的距離也是400倍遠，因此地球看到的月球和太陽大小幾乎相同。這一原因正好使得兩天體的角直徑（或是立體角）吻合，因此地球能觀測到日全食和日環(huán)食。關(guān)于月球的起源，大碰撞假說是最受支持的科學(xué)假說，但這一假設(shè)仍有一些無法解釋的問題。該假說認(rèn)為，45億年前，一顆火星大小的天體忒伊亞與早期的地球撞擊，殘留的碎片形成了月球。這一假說解釋了月球相對于地球缺乏鐵和揮發(fā)性元素、以及其組成和地球的地殼幾乎相同等現(xiàn)象的原因。
2、人造地球衛(wèi)星
國際空間站人類打造過最大的人造衛(wèi)星，完全展開時長達109米人造地球衛(wèi)星是由人類建造，環(huán)繞地球運行的太空飛行器。截至2020年8月初，地球的在軌人造衛(wèi)星共有6613顆，包括已經(jīng)失效，地球軌道上現(xiàn)存最老的美國衛(wèi)星先鋒1號，此外尚有逾30萬件太空垃圾也在軌道上環(huán)繞地球。全世界最大的人造衛(wèi)星是國際空間站（International Space Station）。1961年4月12日，尤里·阿列克謝耶維奇·加加林（Yuri Alekseyevich Gagarin）成為了第一個抵達地球軌道的人類。截至2010年7月30日，共有487人曾去過太空并進入軌道繞行地球，其中有12人還參與了阿波羅計劃并在月球行走。正常情況下，國際空間站成員由6人組成，成員一般每六個月替換一次。阿波羅13號于1970年執(zhí)行任務(wù)期間離地球400171千米，為人類到達過的最遠距離。
3、準(zhǔn)衛(wèi)星
除了月球和人造衛(wèi)星之外，地球還有至少5顆共軌小行星（準(zhǔn)衛(wèi)星），其中四顆是在地球軌道上環(huán)繞著太陽運行的小行星——克魯特尼（3753 Crutithne）、2002 AA29、2016 HO3和在地球前導(dǎo)拉格朗日點L4的特洛伊小行星2010 TK7。僅有5米大小的近地小行星2006 RH120，大約每隔20年就會靠近地月系統(tǒng)一次，當(dāng)它靠近時，會短暫進入繞行地球的軌道。
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