Ruch obrotowy Ziemi. Nasza planeta zwalnia

Mikołaja Kopernika i jego dzieła „O obrotach sfer niebieskich” chyba nikomu nie trzeba przedstawiać. To właśnie dzięki opracowanej przez niego teorii heliocentrycznej ruch obrotowy Ziemi został dokładnie opisany w jednym z najważniejszych traktów w dziejach ludzkości. Jednak na podstawie wydanego 21 marca 1543 dokumentu wędrówka słońca po niebie okazała się być jedynie pozorną.

Ziemia obraca się bardzo szybko, co dla nas ludzi, jest nieodczuwalne. Prędkość liniowa na równiku wynosi prawie 1700 km/godz. i zmniejsza się w kierunku biegunów, na których osiąga 0. Nie jest to jednak wartość stała. Szacuje się, że od czasu wyginięcia dinozaurów doba na Ziemi skróciła się o około godzinę. Z czego wynika to zjawisko? Wyjaśniamy.

Na czym polega ruch obrotowy Ziemi?

Proces formowania Ziemi rozpoczął się około 4,5 miliarda lat temu. Obejmował kondensację cząstek gazu i pyłu, która doprowadziła do uformowania naszej planety. Wpływ zderzeń oraz ruchów obiegowych w Układzie Słonecznym kształtuje charakterystykę Ziemi i wnosi różnorodność w układ planetarny. Dziś wpływ tych zmian możemy zaobserwować w zmienności pór roku, co stanowi fascynujące zjawisko w naszym zrozumieniu kosmicznych interakcji.

Początki naszej zielonej planety spotkały się z powstawaniem innych obiektów, które według badaczy obracały się wtedy w jednym kierunku. Ciągłe zderzenia ze skałami oraz odłamkami zmieniły jednak ten stan rzeczy.

Mówiąc najprościej, ruch obrotowy Ziemi polega nie tylko na jej obrocie wokół własnej osi, ale także wokół Słońca. Jest on bardziej skomplikowany niż mogłoby się wydawać. Fakt ten wywołuje oddziaływanie grawitacyjne centralnej gwiazdy naszego układu na znajdujące się w nim planety. Ta sama zasada dotyczy Księżyca i jego wędrówki po orbicie wokół globu. Co ciekawe, Księżyc zaburza ruch obrotowy Ziemi w znacznie większym stopniu niż Słońce.

Proces ten jest złożony. Nasza planeta doświadcza subtelnych zmian w prędkości oraz położeniu osi względem gwiazd oraz własnej powierzchni. Ten nieustanny ruch jest porównywalny do kołysania się dziecięcej zabawki – wirującego bąka. Pomimo tych dynamicznych procesów, ludzie rzadko zdają sobie z nich sprawę, ponieważ są one zazwyczaj nieodczuwalne.

Jakie zmiany zachodzą we Wszechświecie?

Prędkość obrotu Ziemi wokół własnej osi nie jest stała z powodu wpływu grawitacyjnego Słońca i Księżyca, co skutkuje stopniowym wydłużaniem doby. Szacuje się, że w czasach dinozaurów dzień był aż o godzinę dłuższy. Również geograficzny biegun ziemski nieustannie przemieszcza się w stronę zachodu. Według naukowców jest to związane z topnieniem lodowców na Grenlandii. Nowoczesne techniki pomiarowe umożliwiają precyzyjne monitorowanie tych zmian.

Gdyby nasza planeta miała idealną kulistą formę o jednorodnej strukturze wewnętrznej oraz znajdowała się w próżni, to jej ruch obrotowy Ziemi miałby równomierną prędkość. Osią obrotu pozostawałoby zaś stałe położenie, zachowujące jednorodność struktury.

Rzeczywistość wygląda jednak nieco inaczej. Ziemia oprócz tego, że ma kształt elipsy, nie jest także jednorodnym ciałem sztywnym. Jest zbudowana z wielu warstw różniących się między sobą gęstością, składem oraz temperaturą. Dlatego też ruch obrotowy Ziemi ulega wpływom wewnętrznym, powierzchniowym oraz atmosferycznym. Oddziaływania grawitacyjne, ruchy płyt tektonicznych czy też interakcje pomiędzy jądrem i płaszczem ziemskim to tylko niektóre zjawiska wpływające na wędrówkę naszej planety.

Procesy te podlegają ciągłym badaniom i kontroli. Aktualnie precyzyjne pomiary Elementów Orientacji Ziemi (EOP) są uzyskiwane dzięki zastosowaniu technik geodezyjnych i satelitarnych. Wśród tych metod wyróżniają się globalne systemy nawigacji satelitarnej (GNSS), pomiary laserowe satelitów (SLR) oraz interferometria o bardzo długich bazach (VLBI).

Autorka: Krystyna Kowalska

Fot. Canva