خامس أكبر كوكب في المجموعة الشمسية، الأرض، تشكلت قبل 4.54 مليار سنة من غبار وغازات كوكبية أولية، ولها شكل كرة غير منتظمة ولا تدور حول الشمس فقط في مدار على شكل قطع ناقص خافت وبسرعة متوسطة حوالي 100 ألف كيلومتر في الساعة، ولكن أيضًا حول محورها الخاص. ويحدث الدوران، عند النظر إليه من القطب الشمالي، في الاتجاه من الغرب إلى الشرق، أو بمعنى آخر عكس اتجاه عقارب الساعة. على وجه التحديد لأن الأرض تدور حول الشمس وفي نفس الوقت حول محورها، يوجد في جميع أنحاء هذا الكوكب تغيير دوري ليلا ونهارا، فضلا عن تغيير متسلسل للفصول الأربعة.

يبلغ متوسط ​​المسافة من الشمس إلى الأرض حوالي 150 مليون كم، والفرق بين أصغر مسافة وأعظمها حوالي 4.8 مليون كم، بينما يتغير مدار الأرض في انحرافه قليلاً جداً، وتكون الدورة 94 ألف سنة. عامل مهمالتأثير على مناخ الأرض هو المسافة بينها وبين الشمس. هناك اقتراحات بأن العصر الجليدي على الأرض بدأ على وجه التحديد في الوقت الذي كانت فيه على أقصى مسافة ممكنة من الشمس.

يوم "إضافي" في التقويم

تقوم الأرض بدورة واحدة حول محورها في حوالي 23 ساعة و56 دقيقة، وتحدث دورة واحدة حول الشمس في 365 يومًا و6 ساعات. يتراكم هذا الاختلاف في الفترات تدريجيا ويظهر يوم إضافي في تقويمنا مرة واحدة كل 4 سنوات (29 فبراير)، وتسمى هذه السنة سنة كبيسة. وتتأثر هذه العملية أيضًا إلى حد ما بالقمر الواقع على مقربة منه، والذي يتباطأ تحت تأثيره دوران الأرض تدريجيًا، مما يؤدي بدوره إلى إطالة اليوم بحوالي جزء من الألف كل 100 عام.

تغير مناخي كبير قادم

يحدث تغير الفصول بسبب ميل محور دوران الأرض نحو مدار الشمس. هذه الزاوية هي الآن 66° 33′. إن جذب الأقمار الصناعية والكواكب الأخرى لا يغير زاوية ميل محور الأرض، بل يجبر الأرض على التحرك في مخروط دائري - وتسمى هذه العملية بالمبادرة. في هذه اللحظةموقع محور الأرض هو أن القطب الشمالي مقابل نجم الشمال. على مدى الـ 12 ألف سنة القادمة، سيتحول محور الأرض بسبب تأثير الحركة المسبقة، وسيكون مقابل النجم فيغا، الذي يقع في منتصف الطريق فقط ( دورة كاملةالمبادرة هي 25800 سنة)، وسوف تسبب تغيرات مناخية كبيرة للغاية عبر كامل سطح الأرض.

التقلبات تسبب تغير مناخ الأرض

مرتين في الشهر عند المرور فوق خط الاستواء ومرتين في السنة عندما تكون الشمس في نفس الموضع، تقل جاذبية البدارية وتصبح مساوية للصفر، وبعد ذلك تزداد مرة أخرى، أي أن معدل البدارية متذبذب بطبيعته. وتسمى هذه التقلبات بالتمايل، وهي تصل إلى قيمتها القصوى في المتوسط ​​مرة كل 18.6 سنة، ومن حيث تأثيرها على المناخ، فإنها تحتل المرتبة الثانية بعد تغير الفصول.

لفترة وجيزة في دوران الأرض حول الشمس.

لقد استغرق الإنسان آلاف السنين حتى يفهم أن الأرض ليست مركز الكون وأنها في حركة مستمرة.

عبارة غاليليو غاليلي "ومع ذلك فهي تتحول!" لقد دخل التاريخ إلى الأبد وأصبح رمزًا لتلك الحقبة التي عاش فيها العلماء دول مختلفةحاول دحض نظرية نظام مركزية الأرض في العالم.

ورغم أن دوران الأرض قد ثبت منذ حوالي خمسة قرون، إلا أن الأسباب الدقيقة التي تدفعها إلى الحركة لا تزال مجهولة.

لماذا تدور الأرض حول محورها؟

في العصور الوسطى، اعتقد الناس أن الأرض ثابتة، وأن الشمس والكواكب الأخرى تدور حولها. فقط في القرن السادس عشر تمكن علماء الفلك من إثبات العكس. على الرغم من أن الكثير من الناس يربطون هذا الاكتشاف بجاليليو، إلا أنه في الواقع ينتمي إلى عالم آخر - نيكولاس كوبرنيكوس.

كان هو الذي كتب أطروحة "حول ثورة الأجرام السماوية" عام 1543، حيث طرح نظرية حول حركة الأرض. ولفترة طويلة لم تحظ هذه الفكرة بدعم لا من زملائه ولا من الكنيسة، لكنها في النهاية كان لها تأثير كبير على الثورة العلمية في أوروبا وأصبحت أساسية في مزيد من التطويرالفلك.


وبعد إثبات نظرية دوران الأرض، بدأ العلماء بالبحث عن أسباب هذه الظاهرة. على مدى القرون الماضية، تم طرح العديد من الفرضيات، ولكن حتى اليوم لا يستطيع أي عالم فلكي الإجابة بدقة على هذا السؤال.

يوجد حاليًا ثلاثة إصدارات رئيسية لها الحق في الحياة - نظريات حولها دوران بالقصور الذاتي, المجالات المغناطيسيةوتأثير الإشعاع الشمسي على الكوكب.

نظرية الدوران بالقصور الذاتي

يميل بعض العلماء إلى الاعتقاد بأن الأرض ذات مرة (في وقت ظهورها وتكوينها) دارت، وتدور الآن بالقصور الذاتي. تشكلت من الغبار الكوني، وبدأت في جذب الأجسام الأخرى، مما أعطاها دفعة إضافية. وينطبق هذا الافتراض أيضًا على الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.

النظرية لديها العديد من المعارضين، لأنها لا تستطيع تفسير السبب وقت مختلفسرعة الأرض إما تزيد أو تنقص. ومن غير الواضح أيضًا سبب دوران بعض الكواكب في النظام الشمسي في الاتجاه المعاكس، مثل كوكب الزهرة.

نظرية المجالات المغناطيسية

إذا حاولت توصيل مغناطيسين بقطبين متساويين الشحنة، فسيبدأان في صد بعضهما البعض. وتشير نظرية المجالات المغناطيسية إلى أن أقطاب الأرض مشحونة بالتساوي ويبدو أنها تتنافر، مما يتسبب في دوران الكوكب.


ومن المثير للاهتمام أن العلماء اكتشفوا مؤخرًا أن المجال المغناطيسي للأرض يدفع قلبها الداخلي من الغرب إلى الشرق ويجعله يدور بشكل أسرع من بقية الكوكب.

فرضية التعرض لأشعة الشمس

وتعتبر نظرية الإشعاع الشمسي هي الأكثر احتمالا. ومن المعروف أنه يعمل على تسخين الطبقات السطحية للأرض (الهواء، البحار، المحيطات)، ولكن التسخين يحدث بشكل غير متساو، مما يؤدي إلى تكوين تيارات بحرية وهوائية.

هم الذين عند التفاعل مع القشرة الصلبة للكوكب يجعلونها تدور. تعمل القارات كنوع من التوربينات التي تحدد سرعة الحركة واتجاهها. إذا لم تكن متجانسة بما فيه الكفاية، فإنها تبدأ في الانجراف، مما يؤثر على الزيادة أو النقصان في السرعة.

لماذا تتحرك الأرض حول الشمس؟

ويسمى سبب ثورة الأرض حول الشمس بالقصور الذاتي. ووفقا للنظرية حول تكوين نجمنا، منذ حوالي 4.57 مليار سنة، ظهرت كمية هائلة من الغبار في الفضاء، والتي تحولت تدريجيا إلى قرص، ثم إلى الشمس.

بدأت الجزيئات الخارجية لهذا الغبار تتواصل مع بعضها البعض لتشكل الكواكب. حتى ذلك الحين، بدأوا بالقصور الذاتي بالتناوب حول النجم ويستمرون في التحرك على نفس المسار اليوم.


وفقًا لقانون نيوتن، تتحرك جميع الأجسام الكونية في خط مستقيم، أي في الواقع، كان يجب أن تطير كواكب النظام الشمسي، بما في ذلك الأرض، بعيدًا منذ فترة طويلة مساحة مفتوحة. لكن هذا لا يحدث.

والسبب هو أن الشمس لها كتلة كبيرة، وبالتالي قوة جاذبية هائلة. تحاول الأرض باستمرار، أثناء تحركها، الاندفاع بعيدًا عنها في خط مستقيم، لكن قوى الجاذبية تجذبها مرة أخرى، لذلك يظل الكوكب في مداره ويدور حول الشمس.

اليوم، لا أحد يشك في حقيقة أن الأرض تدور حول محورها، وحول الشمس، نجمنا الطبيعي. هذه حقيقة مطلقة ومثبتة، ولكن لماذا تدور الأرض بهذه الطريقة؟ سننظر في هذه المسألة اليوم.

لماذا تدور الأرض حول محورها؟

سنبدأ بالسؤال الأول، وهو طبيعة الدوران المستقل لكوكبنا.

والجواب على هذا السؤال، مثل العديد من الأسئلة الأخرى حول أسرار كوننا، هي الشمس. إن تأثير أشعة الشمس على كوكبنا هو الذي يدفعه إلى الحركة. إذا تعمقنا قليلا في هذه المشكلة، تجدر الإشارة إلى أن أشعة الشمس تدفئ الغلاف الجوي والغلاف المائي للكوكب، والتي يتم تحريكها أثناء عملية التسخين. وهذه الحركة هي التي تجعل الأرض تتحرك.

أما بالنسبة للإجابة على سؤال لماذا تدور الأرض عكس اتجاه عقارب الساعة وليس في اتجاه عقارب الساعة، فلا يوجد تأكيد واقعي لهذه الحقيقة في حد ذاتها. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن معظم الأجسام في أجسادنا النظام الشمسييدور بدقة في اتجاه عكس عقارب الساعة. ذلك هو السبب هذا الشرطكما أثرت على كوكبنا.

بالإضافة إلى ذلك، من المهم أن نفهم أن الأرض تدور عكس اتجاه عقارب الساعة فقط إذا تمت ملاحظة حركتها من القطب الشمالي. في حالة وجود ملاحظات من الخارج القطب الجنوبيستحدث الدورات بشكل مختلف - في اتجاه عقارب الساعة.

لماذا تدور الارض حول الشمس

أما بالنسبة للقضية الأكثر عالمية والمتعلقة بدوران كوكبنا حول نجمه الطبيعي، فقد تناولناها بأكبر قدر ممكن من التفصيل في إطار المقال المقابل على موقعنا. لكن باختصار سبب هذا التدوير هو القانون الجاذبية العالميةالذي يعمل في الفضاء كما هو الحال على الأرض. ويكمن ذلك في حقيقة أن الأجسام ذات الكتلة الأكبر تجذب الأجسام الأقل "وزنًا". وبالتالي، تنجذب الأرض إلى الشمس وتدور حول النجم بسبب كتلتها، وكذلك تسارعها، وتتحرك بدقة على طول المدار الحالي.

لماذا يدور القمر حول الارض

لقد نظرنا بالفعل في طبيعة دوران القمر الصناعي الطبيعي لكوكبنا، والسبب وراء هذه الحركة ذو طبيعة مماثلة - قانون الجاذبية العالمية. وبطبيعة الحال، كتلة الأرض أكبر من كتلة القمر. وبناء على ذلك، ينجذب القمر إلى الأرض ويتحرك على طول مدارها.

الأرض في حركة مستمرة، وتدور حول الشمس وحول محورها. هذه الحركة والميل المستمر لمحور الأرض (23.5 درجة) تحدد العديد من التأثيرات التي نلاحظها كظواهر طبيعية: الليل والنهار (بسبب دوران الأرض حول محورها)، تغير الفصول (بسبب ميل محور الأرض)، واختلاف المناخ في مناطق مختلفة. يمكن تدوير الكرات الأرضية وميل محورها مثل محور الأرض (23.5 درجة)، فبمساعدة الكرة الأرضية يمكنك تتبع حركة الأرض حول محورها بدقة تامة، وبمساعدة نظام الأرض والشمس يمكنك يمكنه تتبع حركة الأرض حول الشمس.

دوران الأرض حول محورها

تدور الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق (عكس اتجاه عقارب الساعة عند النظر إليها من القطب الشمالي). وتستغرق الأرض 23 ساعة و56 دقيقة و4.09 ثانية لإكمال واحدة بدوره الكاملحول محورها الخاص. الليل والنهار ناتجان عن دوران الأرض. إن السرعة الزاوية لدوران الأرض حول محورها، أو الزاوية التي تدور من خلالها أي نقطة على سطح الأرض، هي نفسها. إنها 15 درجة في ساعة واحدة. لكن السرعة الخطية للدوران في أي مكان عند خط الاستواء تبلغ حوالي 1669 كيلومترًا في الساعة (464 م/ث)، وتنخفض إلى الصفر عند القطبين. على سبيل المثال، تبلغ سرعة الدوران عند خط العرض 30 درجة 1445 كم/ساعة (400 م/ث).
نحن لا نلاحظ دوران الأرض لسبب بسيط هو أنه بالتوازي وفي نفس الوقت تتحرك جميع الأشياء من حولنا بنفس السرعة ولا توجد حركات "نسبية" للأشياء من حولنا. على سبيل المثال، إذا تحركت سفينة بشكل منتظم، دون تسارع أو فرملة، عبر البحر في طقس هادئ دون أمواج على سطح الماء، فلن نشعر على الإطلاق بكيفية تحرك هذه السفينة إذا كنا في مقصورة بدون الكوة، حيث أن جميع الأشياء الموجودة داخل المقصورة ستتحرك بالتوازي معنا ومع السفينة.

حركة الأرض حول الشمس

بينما تدور الأرض حول محورها، فإنها تدور أيضًا حول الشمس من الغرب إلى الشرق عكس اتجاه عقارب الساعة عند النظر إليها من القطب الشمالي. تستغرق الأرض سنة فلكية واحدة (حوالي 365.2564 يومًا) لإكمال دورة كاملة حول الشمس. يسمى مسار الأرض حول الشمس بمدار الأرضوهذا المدار ليس مستديرًا تمامًا. يبلغ متوسط ​​المسافة من الأرض إلى الشمس حوالي 150 مليون كيلومتر، وتتراوح هذه المسافة حتى 5 ملايين كيلومتر، لتشكل مدارًا بيضاويًا صغيرًا (القطع الناقص). النقطة في مدار الأرض الأقرب إلى الشمس تسمى الحضيض. وتمر الأرض بهذه النقطة في أوائل شهر يناير. وتسمى نقطة مدار الأرض الأبعد عن الشمس بأفيليون. وتمر الأرض بهذه النقطة في أوائل شهر يوليو.
وبما أن أرضنا تتحرك حول الشمس على طول مسار بيضاوي، فإن السرعة على طول المدار تتغير. في شهر يوليو، تكون السرعة في حدها الأدنى (29.27 كم/ثانية) وبعد اجتياز الأوج (النقطة الحمراء العلوية في الرسوم المتحركة) تبدأ في التسارع، وفي يناير تصل السرعة إلى الحد الأقصى (30.27 كم/ثانية) وتبدأ في التباطؤ بعد المرور الحضيض (النقطة الحمراء السفلى).
فبينما تقوم الأرض بدورة واحدة حول الشمس، فإنها تقطع مسافة تعادل 942 مليون كيلومتر في 365 يوما و6 ساعات و9 دقائق و9.5 ثانية، أي أننا نندفع مع الأرض حول الشمس بمتوسط ​​سرعة 30 درجة. كم في الثانية (أو 107,460 كم في الساعة)، وفي الوقت نفسه تدور الأرض حول محورها مرة كل 24 ساعة (365 مرة في السنة).
في الواقع، إذا نظرنا إلى حركة الأرض بشكل أكثر دقة، فهي أكثر تعقيدا، لأن الأرض تتأثر بعوامل مختلفة: دوران القمر حول الأرض، وجاذبية الكواكب والنجوم الأخرى.

بالنسبة للراصد الموجود في نصف الكرة الشمالي، على سبيل المثال، في الجزء الأوروبي من روسيا، تشرق الشمس عادة في الشرق وتشرق في الجنوب، وتحتل أعلى موضع في السماء عند الظهر، ثم تنحدر نحو الغرب وتختفي خلفها. الأفق. حركة الشمس هذه مرئية فقط وتنتج عن دوران الأرض حول محورها. إذا نظرت إلى الأرض من الأعلى في اتجاه القطب الشمالي، فسوف تدور عكس اتجاه عقارب الساعة. في الوقت نفسه، تظل الشمس في مكانها، ويتم إنشاء مظهر حركتها بسبب دوران الأرض.

الدوران السنوي للأرض

تدور الأرض أيضًا عكس اتجاه عقارب الساعة حول الشمس: إذا نظرت إلى الكوكب من الأعلى، فمن القطب الشمالي. ولأن محور الأرض مائل بالنسبة لمستوى دورانها، فإنه يضيء بشكل غير متساو أثناء دوران الأرض حول الشمس. تتلقى بعض المناطق المزيد من ضوء الشمس، والبعض الآخر أقل. وبفضل هذا تتغير الفصول ويتغير طول اليوم.

الاعتدال الربيعي والخريفي

مرتين في السنة، في 21 مارس و23 سبتمبر، تضيء الشمس نصفي الكرة الشمالي والجنوبي بالتساوي. تُعرف هذه اللحظات باسم الاعتدال الخريفي. في شهر مارس، يبدأ الخريف في نصف الكرة الشمالي، والخريف في نصف الكرة الجنوبي. في سبتمبر، على العكس من ذلك، يأتي الخريف إلى نصف الكرة الشمالي، والربيع إلى نصف الكرة الجنوبي.

الانقلاب الصيفي والشتوي

في نصف الكرة الشمالي، في 22 يونيو، تشرق الشمس أعلى مستوى لها فوق الأفق. النهار هو أطول مدة، والليل في هذا اليوم هو الأقصر. الانقلاب الشتوييحدث في 22 ديسمبر - النهار أقصر مدة، والليل أطول مدة. وفي نصف الكرة الجنوبي يحدث العكس.

ليلة قطبية

بسبب ميل محور الأرض، فإن المناطق القطبية وشبه القطبية في نصف الكرة الشمالي تكون بدون ضوء الشمس خلال أشهر الشتاء - فالشمس لا تشرق فوق الأفق على الإطلاق. وتعرف هذه الظاهرة بالليل القطبي. وتوجد ليلة قطبية مماثلة في المناطق القطبية من نصف الكرة الجنوبي، والفارق بينهما هو ستة أشهر بالضبط.

ما الذي يعطي الأرض دورانها حول الشمس

لا يمكن للكواكب إلا أن تدور حول نجومها، وإلا فإنها ببساطة سوف تنجذب وتحترق. يكمن تفرد الأرض في حقيقة أن ميل محورها بمقدار 23.44 درجة هو الأمثل لظهور كل تنوع الحياة على هذا الكوكب.

بفضل إمالة المحور تتغير الفصول، وهناك مناطق مناخية مختلفة توفر تنوع النباتات والحيوانات على الأرض. تغير الحرارة سطح الأرضيضمن حركة الكتل الهوائية، وبالتالي هطول الأمطار على شكل أمطار وثلوج.

كما تبين أن المسافة من الأرض إلى الشمس البالغة 149.600.000 كيلومتر هي الأمثل. ولو أبعد قليلا، لن يكون الماء على الأرض إلا على شكل جليد. أي أقرب وكانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية. لقد أصبح ظهور الحياة على الأرض وتنوع أشكالها ممكنًا على وجه التحديد بفضل المصادفة الفريدة للعديد من العوامل.