突然想到一個問題?地球天天這麼運轉,會有磨損嗎?

無相大道


有,地球的大氣層在地球接近木星段(5星連珠)損失會比較大。火星挨著木星,所以火星大氣很容易被木星偷光,相比火星來說地球就算很幸運了,木星現在反而是地球的保護神了,很多情況下可以將一些入侵太陽系的不速之客幫地球攔截一把。


模糊黃金紅


突然想到一個問題,地球天天這麼運轉,會有磨損嗎?

這是一個挺有意思的問題。我們所居住的地球,每時每刻都在圍繞著太陽運轉,而且我們的太陽系也在快速地圍繞著銀河系中心運行,而且運行的速度都不慢。在我們的印象中,一個物體如果持續地運動,勢必會與周圍的物質進行接觸或者摩擦,也就一定會產生磨損,那麼作為在宇宙空間中運行的地球,會發生磨損嗎?

地球的運行

宇宙空間任何星體的運行都有一定的規律性,而支配這個規律的驅動力就是萬有引力作用。從萬有引力的公式:F=G*M1*M2/(R^2)可以看出,兩個物體之間的萬有引力與二者的質量成正比,與它們之間距離的平方成反比。而星體圍繞著一個引力中心進行公轉時產生的離心力,與受到的萬有引力相互平衡,就會確保這個星體處於一個相對穩定的運行軌道之上。從宇宙大的宏觀尺度來看,地球的運行主要包括自轉、圍繞太陽公轉、隨著太陽系圍繞銀河系中心公轉、以及銀河系整體圍繞“巨引源”進行運轉。

  • 地球的自轉。地球之所以會自轉,一方面來源於地球形成初期,聚合形成地球眾多星際物質所具有的角動量,另一方面是巨大小行星撞擊形成具有絕對優勢的轉動方向和速率。地球自轉的角速度為 4.167×10^(-3)度/秒,在赤道處的自轉線速度為465米/秒。

  • 地球的公轉。在太陽萬有引力的作用下,地球以一個偏橢圓的軌道形式圍繞著太陽進行公轉,公轉的角速度為0.041度/小時,平均線速度為30公里/秒。

  • 太陽系圍繞銀河系運轉。我們的太陽系處在銀河系的四大旋臂之一的獵戶臂上,距離銀河系中心大約2.6億光年。銀河系中心存在著一個巨型的黑洞,由其產生的強大引力,使得直徑10億光年的整個銀河系都在圍繞著它運轉。太陽系圍繞銀心公轉的週期為2.5億年,平均線速度大約為220公里/秒。

  • 銀河系圍繞巨引源運轉。在距離銀河系大約2億光年的地方,科學家們觀測到了一個星系密度極高的區域,質量相當於銀河系的2萬倍,經測算,我們所在銀河系正以每秒600公里的速度向這個引力源方向行進。

當然,如果在更大的空間尺度來看,上述巨引源也將圍繞著宇宙空間的某一個更強的引力中心運轉,以此類推似乎是無窮無盡,而且伴隨著更宏觀的尺度,地球隨之轉動的速度也會逐級增大,只不過受限於我們觀測條件的限制,我們還無法更清楚地得知準確的引力源存在特徵。

物體磨損的深層次原因

只要兩個物體直接接觸並且呈現相對位置的變化,那麼就會產生能夠阻止物體相對運動的力,這個力就是摩擦力。如果從微觀的角度來看,兩個物體的表面肯定不會存在無限光滑的情況,都有一定程度的高低不平,而組成物體的原子就會處在這種高低不平的表面之中,物體之間相互接觸,那麼兩個物體間的原子就會發生相互吸引,如果要使物體發生位移,就必須克服原子之間的吸引力對物體進行做功,而在輸入性能量推動物體相對位置發生變化的過程中,就會使高低不平的物體表面上的原子與周圍原子之間的吸引平衡關係被打破,從而發生部分原子脫離原有物體的現象,於是物體就有表面趨向平滑的趨勢,我們形象地描述這個物體表面發生了磨損。

從物體磨損的微觀層面來看,決定著磨損程度的因素主要是摩擦力,而影響摩擦力大小的因素主要包括:

  • 摩擦的表現形式。摩擦力根據相互接觸兩個物體的相對位移情況,可以分為靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦。不同類型的摩擦,對物體表面的磨損程度肯定不一樣。

  • 物體表面的粗糙程度。物體表面的粗糙程度,直接影響著摩擦係數,越是表面粗糙的物體,其摩擦係數越大,從而運動起來的摩擦力也越大,對物體的磨損程度也越高。


  • 物體所受外界壓力的大小。一個物體受到外界因素提供的壓力越大,物體與物體之間原子的吸引程度就會越高,則克服物體之間摩擦力所需要做的功就越大,物體的磨損程度也相應提高。

地球運行過程中會有磨損嗎?

地球是一個由地核、地幔、地殼組成的固態行星,而決定著是否磨損的表現特徵,從宏觀上看就是地殼是否發生形變,以及在地球在受到運轉阻力作用下對運動本身的影響程度。與我們常見的物體與物體之間的摩擦不同,地球在宇宙間的運行過程中,所受到的外界作用力為引力,而宏觀的引力源與地球之間並非直接接觸,而是通過稀薄的星際空間與地球周圍包裹的大氣層直接產生作用。

從大氣層對地表形態的改變來看,在地球攜載著大氣層不斷地運轉過程中,大氣層對於地表的改變作用是相當明顯的。一方面,在太陽輻射作為能量輸入的情況下,地球上的大氣由於冷熱不均勻產生對流運動,形成了風,各種地形地貌都會不同程度地受到風力的侵蝕,從而引起地表物質的剝離、搬運和堆積。另一方面,在大氣層的承載之下,水汽在熱量傳輸過程中,相應地發生反覆的蒸發和凝結過程,在海洋、陸地、降雨、河湖等自然地貌單元間的轉移,相應地對地表形態進行著水蝕作用,也對地表形態的改變發揮著作用。但是,這種對地表形態的改變,是在地球系統內部發生的,並不會改變地球整體物質組成。

從地球運轉的外在表現形式來看,在受到太陽輻射和其它引力源作用的綜合影響之下,地球在宇宙中每時每刻都在處於高速地運轉之中,而無論是從大氣層的運動、還是海水的潮汐作用來看,都會產生與地球陸地表面或者海底岩石的摩擦力,從而在一定程度上起到阻止地球運轉的作用。特別是潮汐所消耗的能量是由地球自轉的能量所提供,因此對於在地球的自轉方面表現得尤為明顯。地球在剛誕生之後,其自轉速度很快,旋轉一週僅需要5-6小時,現在已經減慢至24小時,隨著時間的推移這種減慢效果會持續進行,這也將成為地球不斷運轉過程中能量消耗的結果之一。

總結一下

地球由於在不斷地轉動過程中,需要消耗一定的能量,這個能量帶動了地球各個系統的相對運動,從而產生了相互的摩擦力,致使地表形態發生著緩慢地改變,這種情形可以理解為系統內部的磨損。更為重要的是,在外力輸入的作用下,地球的運動特別是自轉呈現逐漸變慢的趨勢,或許可以把這個變化當作另外一種形式的磨損吧。


優美生態環境保衛者


呵呵,恭喜你地球還缺一個維修工,有空的時候加點機油潤滑油什麼的。辛苦你了。


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