Истинное полярное странствие - True polar wander

Для более широкого освещения этой темы см. Полярное блуждание.
Эта диаграмма истинного полярного блуждания показывает современное земной шар вращающийся относительно своей оси вращения

Истинное полярное странствие представляет собой вращение твердого тела планеты или луны относительно оси вращения, в результате чего географическое положение север и южные полюса изменить или «блуждать». Если тело не является полностью твердым (как в случае с землей), то в устойчивом состоянии наибольшая момент инерции ось будет совмещена с осью вращения, при этом два меньших момента осей инерции лежат в плоскости экватора. Если тело не находится в этом устойчивом состоянии, произойдет истинное полярное блуждание: планета или луна будут вращаться как твердое тело, чтобы выровнять наибольший момент инерции оси с осью вращения. (Видеть Polhode § Описание.)

Если тело находится около установившегося состояния, но с угловым моментом, не точно совпадающим с наибольшим моментом оси инерции, положение полюса будет колебаться. Погода и движение воды также могут вызывать небольшие изменения. Эти темы освещены в статье Полярное движение.

Описание в контексте Земли

Для магнитных полюсов см. Геомагнитная инверсия.

Массовое распространение земной шар не сферически симметрична, и Земля имеет три различных моменты инерции. Ось, вокруг которой момент инерции наибольшее значение близко совмещено с осью вращения (ось, проходящая через географические Северный и Южный полюса). Две другие оси находятся рядом с экватор. Это похоже на вращение кирпича вокруг оси, проходящей через его кратчайший размер (вертикальная ось, когда кирпич лежит ровно). Однако, если момент инерции вокруг одной из двух осей, близких к экватору, становится почти равным моменту инерции вокруг полярной оси, ограничение на ориентацию объекта (Земли) ослабляется.

Эта ситуация похожа на регби или Американский футбол вращается вокруг оси, проходящей через его «экватор». (Обратите внимание, что «экватор» мяча не соответствует экватору Земли.) Небольшие возмущения могут перемещать футбольный мяч, который затем вращается вокруг другой оси через тот же «экватор». Точно так же условия могут заставить Землю (как кору, так и мантию) медленно переориентироваться, пока новая географическая точка не переместится к Северному полюсу, при этом ось низкого момента инерции будет удерживаться очень близко к экватору.

Такая переориентация меняет широты большинства точек на Земле на величину, зависящую от того, как далеко они находятся от оси около экватора, которая не перемещается.

Примеры

Случаи истинного полярного блуждания происходили несколько раз на протяжении истории Земли.[1] Считается, что скорость вращения (вокруг оси наименьшей инерции) составляла менее 1 ° на миллион лет.[нужна цитата ] Марс, Европа, и Энцелад также считается, что полюс претерпел истинное смещение, в случае Европы на 80 °.[2]

Уран 'крайний наклон по отношению к эклиптика не является случаем истинного полярного блуждания (сдвиг тела относительно его оси вращения), а скорее большим сдвигом самой оси вращения. Считается, что это смещение оси является результатом серии катастрофических ударов, произошедших миллиарды лет назад.[3]

Различия и разграничения

Не следует путать полярное блуждание с прецессия, где движется ось вращения, другими словами, Северный полюс указывает на другую звезду. Есть также меньшие и более быстрые вариации оси вращения, подпадающие под понятие нутация. Прецессия вызвана гравитационным притяжением Луна и солнце, и происходит постоянно и с гораздо большей скоростью, чем полярное блуждание. Это не приводит к изменению широты.

Истинное полярное блуждание следует отличать от Континентальный дрифт, где разные части земной коры движутся в разных направлениях из-за циркуляции в мантия.

Эффект также не следует путать с эффектом, известным как геомагнитная инверсия который описывает неоднократное доказанное обращение магнитное поле Земли.

Реконструкции тектонических плит

Палеомагнетизм используется для создания тектонических пластинчатые реконструкции путем определения палеошироты конкретного участка. На эту палеошироту влияет как истинное полярное блуждание, так и тектоника плит. Чтобы восстановить тектоническую историю плит, геологи должны получить ряд датированных палеомагнитных образцов. Поскольку истинное полярное блуждание является глобальным явлением, а тектонические движения специфичны для каждой плиты, множественные даты позволяют им разделить сигналы тектонического и истинного полярного блуждания.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Штейнбергер, Бернхард; Торсвик, Тронд Х. (2008). «Абсолютное движение плит и истинное полярное блуждание при отсутствии горячих точек». Природа. 452 (7187): 620–623. Дои:10.1038 / природа06824. PMID  18385737.
  2. ^ Рон Коуэн (7 июня 2008 г.). "Блуждающая луна". Новости науки. 173 (18).
  3. ^ Кейт Тейлор (11 октября 2011 г.). "Опрокинулся несколькими столкновениями". TG Daily.