Žmonijai atsiliko beveik keturi milijonai metų, ir per tą laiką mes supratome tektoninių plokščių judėjimą, išmokome numatyti orą ir įvaldėme kosmosą. Tačiau mūsų planeta vis dar kupina daugybės paslapčių ir paslapčių. Vienas iš jų, siejamas su visuotiniu atšilimu ir katastrofų teorija, yra planetos ašies precesija.
Istorijos fonas
Lygiadienio judėjimą žvaigždžių fone III amžiuje prieš Kristų pastebėjo Aristarchas iš Samoso. Tačiau pirmasis, kuris aprašė žvaigždžių ilgumos padidėjimą ir žvaigždžių bei tikrųjų metų skirtumus, buvo senovės graikų astronomas Hiparchas II amžiuje prieš Kristų. Ir tai nepaisant to, kad tuo metu buvo manoma, kad visos žvaigždės yra pritvirtintos prie fiksuotos sferos, o dangaus judėjimas yra šios sferos judėjimas aplink savo ašį. Po to buvo Ptolemėjaus, Teono Aleksandriečio, Sabit ibn Kurr, Mikalojaus Koperniko, Tycho Brahe ir daugelio kitų darbai. Žemės ašies precesijos priežastį paaiškino ir aprašė Izaokas Niutonas savo „Principuose“(1686). Ir precesijos formulėparodė amerikiečių astronomas Simonas Newcombas (1896). Būtent jo formulė, kurią 1976 m. patobulino Tarptautinė astronomų sąjunga, apibūdina precesijos greitį, priklausantį nuo laiko atskaitos.
Reiškinio fizika
Elementariojoje fizikoje precesija – tai kūno kampinio momento pokytis, kai keičiasi jo judėjimo erdvėje kryptis. Šis procesas stebimas viršūnės ir jos sulėtėjimo pavyzdyje. Iš pradžių vertikali viršūnės ašis, kai sulėtėja, pradeda apibūdinti kūgį – tai yra viršutinės ašies precesija. Pagrindinė precesijos fizinė savybė yra be inercijos. Tai reiškia, kad nutrūkus precesiją sukeliančiai jėgai, kūnas užims stacionarią padėtį. Dangaus kūnų atžvilgiu tokia jėga yra gravitacija. Ir kadangi ji veikia nuolat, planetų judėjimas ir precesija niekada nesustos.
Mūsų nejudančios planetos judėjimas
Visi žino, kad Žemės planeta sukasi aplink Saulę, sukasi išilgai savo ašies ir keičia šios ašies kryptį. Bet tai dar ne viskas. Astronomija išskiria trylika mūsų namų judėjimo tipų. Trumpai išvardinkime juos:
- Sukasi aplink savo ašį (dienos ir nakties kaita).
- Rotacija aplink Saulę (sezonų kaita).
- „Eiti į priekį“arba lygiadienių link yra precesija.
- Žemės ašies virpėjimas – nutacija.
- Žemės ašies pasikeitimas į jos orbitos plokštumą (ekliptikos posvyris).
- Žemės orbitos elipsės keitimas (ekscentriškumas).
- Perihelio pokyčiai (atstumas nuotolimiausias orbitos taškas nuo saulės).
- Saulės paralaktinės nelygybės (kasmėnesiniai atstumo tarp mūsų planetos ir žvaigždės pokyčiai).
- Planetų parado metu (planetos yra vienoje Saulės pusėje) mūsų sistemos masės centras yra už Saulės rutulio ribų.
- Žemės nukrypimai (sutrikimai ir perturbacijos), veikiami kitų planetų traukos.
- Laipsnis visos saulės sistemos judėjimas Vegos link.
- Sistemos judėjimas aplink Paukščių Tako šerdį.
- Paukščių Tako galaktikos judėjimas aplink panašių galaktikų spiečiaus centrą.
Viskas sudėtinga, bet matematiškai įrodyta. Mes sutelksime dėmesį į trečiąjį mūsų planetos judėjimą – precesiją.
Ar tai viršus?
Anksčiau manėme, kad planetos sukimosi ašis aplink savo ašį nekinta, o jos šiaurinis galas nukreiptas į poliarinės žvaigždės tašką. Bet tai ne visai taip. Planetos ašis apibūdina kūgį, taip pat vaikišką žaislų viršūnę ar besisukantį viršūnę, kurią sukelia mūsų palydovo ir mūsų šviestuvo trauka. Dėl to planetos ašigaliai lėtai juda žvaigždžių, kurių lanko spindulys yra 23 laipsniai ir 26 minutės, atžvilgiu.
Kaip tai pamatyti?
Žemės ašies polinkis atsiranda dėl sąveikos gravitacinėje sistemoje Saulė-Žemė ir Mėnulis-kitos planetos. Gravitacijos jėgos yra tokios didelės, kad priverčia planetos ašį suktis – lėtu judesiu pagal laikrodžio rodyklę priešinga planetos sukimosi kryptimi. Pamatyti Mėnulio saulės precesijos reiškinį veikiant pakankamai lengvapažiūrėk į besisukantį viršūnę. Jei nukrypsite nuo vertikalios jo rankenos, ji pradės apibūdinti apskritimą priešinga sukimosi kryptimi. Jei įsivaizduosime, kad planetos ašis yra rašiklis, o pati planeta yra viršūnė, tai bus, nors ir grubus, Žemės ašies precesijos pavyzdys. Mūsų planeta praeina pusę precesijos ciklo per 25776 metus.
Saulės ir Žemės-Mėnulio komplekso precesijų poveikis
Lėtas pavasario lygiadienio (dangaus pusiaujo ir ekliptikos sankirtos) judėjimas, kurį sukelia precesija, sukelia dvi pasekmes:
- Dangaus koordinačių reguliavimas.
- Saulės buvimo zodiako žvaigždynuose pokyčiai.
Pavasario lygiadienio pokyčiai lėmė tarptautinio susitarimo dėl dangaus kūnų koordinačių atsiradimą su privalomu fiksavimu konkrečią datą. Išties, dėl Žemės ašies precesijos senovėje šis taškas buvo Avino žvaigždyne, o šiandien – Žuvų žvaigždyne. Pagal analogiją nėra jokio atitikimo tarp zodiako žvaigždynų astrologinių ženklų. Pavyzdžiui, Žuvų ženklas rodo, kad laikotarpiu nuo vasario 21 iki kovo 21 dienos šviesulys yra Žuvų žvaigždyne. Taip buvo senovėje. Tačiau šiandien dėl Žemės orbitos precesijos per šį laikotarpį Saulė yra Vandenio žvaigždyne.
Amžino pavasario nebus
Precesija – tai lygiadienių precesija, o tai reiškia rudens ir pavasario lygiadienių taškų poslinkį. Kitaip tariant, pavasaris planetoje su kiekvienumetai ateina anksčiau (20 minučių ir 24 sekundėmis), o ruduo vėliau. Tai neturi nieko bendra su kalendoriumi – mūsų Grigaliaus kalendoriuje atsižvelgiama į atogrąžų metų trukmę (nuo lygiadienio iki lygiadienio). Todėl iš tikrųjų precesijos poveikis jau įtrauktas į mūsų kalendorių. Šis poslinkis yra periodiškas, o jo laikotarpis, kaip minėta anksčiau, yra 25776 metai.
Kada prasidės kitas ledynmetis?
Žemės ašies krypties pokytis kas maždaug 26 tūkstančius metų (precesija) yra jos šiaurinės krypties pasikeitimas. Šiandien Šiaurės ašigalio taškas nukreiptas į Šiaurinę žvaigždę, po 13 tūkstančių metų – į Vegą. O po 50 tūkstančių metų planeta pereis du precesijos ciklus ir grįš į dabartinę būseną. Planetai išsidėsčius „tiesiogiai“– gaunamos saulės energijos kiekis yra minimalus ir prasideda ledynmetis – didžiąją dalį sausumos dengia ledas ir sniegas. Planetos istorija rodo, kad ledynmetis trunka apie 100 tūkstančių metų, o tarpledyninis – 10 tūkst. Šiandien išgyvename tokį tarpledyninį laiką, bet po 50 tūkstančių metų ledo pluta uždengs planetą iki sienų žemiau Niujorko.
K alta ne tik precesija
Nacionalinės aerokosminės agentūros NASA duomenimis, geografinis planetos Šiaurės ašigalis nuo 2000 m. pradėjo aktyviai judėti į rytus. Per 115 metų tyrinėdamas planetos klimatą jis nukrypo 12 metrų. Iki 2000 metų ašigalis link Kanados judėjo kelių centimetrų per metus greičiu. Tačiau po tos datos jis pakeitė ir kryptį, ir greitį. Šiandien jis yra dideliu greičiuiki 17 centimetrų per metus pasislenka Didžiosios Britanijos link. Šio reiškinio priežastys – Grenlandijos ledynų tirpimas, ledo masės padidėjimas Antarktidos rytuose, sausros Kaspijos ir Hindustano baseinuose. Ir už šių reiškinių slypi antropogeninis poveikio Žemei veiksnys.
Kodėl žiemos nėra vienodos?
Be to, kad mūsų planeta precesuoja, šio proceso metu ji taip pat svyruoja. Tai nutacija – greita, palyginti su precesijos periodu „polių vingiavimas“. Būtent ji keičia orus – kartais žiema būna š altesnė, vėliau vasara būna sausesnė ir karštesnė. Ypač stiprios nutacijos metais numatomos sunkesnės oro sąlygos.
