眾所周知,地球在一個橢圓形軌道上圍繞太陽公轉,同時又繞地軸自轉。因為這種不停地公轉和自轉,地球上才有了季節變化和晝夜然而,是什麼力量驅使地球這樣永不停息地運動呢?地球運動的過去、現在、將來又是怎樣的呢?
人們最容易產生的錯覺,是認為地球的運動是一種標準的勻速運動,否則,一日的長短就會改變。偉大的牛頓就是這樣認為的。他將整個宇宙天體的運動,看成是上好發條的機械準確無誤,完美無缺。
其實,地球的運動是在變化著的,而且極不穩定。根據“古生物鐘”的研究發現,地球的自轉速度在逐年變慢。如在44億年的晚奧陶紀,地球公轉一週要412天;到42億年前的中志留紀,每年只有400天;37億年前的中泥盆紀年為398天。到了1億年前的晚石炭紀,每年約為385天;6500萬年前的白堊紀,每年約為376天;而現在一年只有365.25天。天體物理學的計算,也證明了地球自轉正在變慢。科學家將此現象解釋為是由於月球和太陽對地球的潮汐作用的結果。
石英鐘的發明,使人們能更準確地測量和記錄時間。通過石英鐘記時觀測日地的相對運動,發現在一年內地球自轉存在著時快時慢的週期性變化，春季自轉變慢,秋季加快。
科學家經過長期觀測認為,引起這種週期性變化,與大氣和冰的季節性變化有關。此外,地球內部物質的運動,如重元素下沉、向地心集中、輕元素上浮、岩漿噴發等,都會影響地球的自轉速度。除了地球的自轉外,地球的公轉也不是勻速運動。這是因為地球公轉的軌道是橢圓的,最遠點與最近點相差約五百萬千米。當地球遠日點向近日點運動時,離太陽越近,受太陽引力的作用越強,速度越快。由近日點到遠日點時則相反,運行速度減慢。
還有,地球自轉軸與公轉軌道並不垂直。地軸也並不穩定,而是像一個陀螺在地球軌道面上做圓錐形的旋轉。地軸的兩端並非始終如地指向天空中的某一個方向,如北極點,而是圍繞著這個點不規則地畫著圓圈。地軸指向的這種不規則,是地球的運動造成的。
科學家還發現,地球運動時,地軸向天空畫的圓圈並不規整。就是說地軸在天空上的點跡根本就不是在圓周上的移動,而是在圓周內外做週期性的擺動,擺幅為“9”。由此可以看出,地球的公轉和自轉是許多複雜運動的組合,而不是簡單的線速或角速運動。
現在就地球在太陽系中的運動而言,其加速或減速都離不開太陽、月亮及太陽系其他行星的引力。人們一定會問,地球最初是如何運動起來的呢?未來將如何運動下去,其自轉速度會一直變慢嗎?
地球好比一直陀螺，它繞著太陽不停的旋轉，每自轉一週就是一週就是一天，公轉一週為一年。地球自轉和公轉運動的結合產生了晝夜交替，四季變化和五帶（熱帶，南北溫帶和南北寒帶）的區分。
地球的自轉速度是在逐年變慢嗎？請舉例說明。
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