现在人类的重要能量泉源是石油和煤炭,它们是太古殒命的动植物在太阳照射下颠末百万年才形成的,都属于不可再生能源,也就是说地球的资源总有枯竭的一天。
以是人们不绝盼望有一种呆板,只要给它一个初始动力,它就能不绝运动下去,源源不绝的为人类创造能量,人们将这种呆板称为“永动机”,数百年来科学家不绝为其积极,由于一旦创造出了永动机,就可以或许带来庞大的经济效益,从根本上办理了能源标题,以致人类社会都有庞大改变。
然而厥后不光没有制造出来永动机,还不测地发现了能量守恒定律,即在一个封闭的体系内,总能量保持稳固,它既不会凭空消散,也不会凭空出现,这从根本上就彻底否定了永动机存在的大概性。
但地球从诞生之日起就开始自转,至今已经有了46亿年,并丝毫没有停下来的迹象,那么地球不就是一个永动机吗?
它的能量又从何而来呢?
在宇宙中不存在绝对静止的星球,也不存在完全不自转的行星,它们的速率或快或慢,但不大概是静止不动的,好比月球固然看起来没有自转,但现实上它是被地球的引力潮汐锁定了,如果地球忽然消散,月球还是会转起来。
既然这些星球都能驱动着自己巨大的身躯,不绝地自转几十亿年,岂非它们还不是永动机吗?
地球受太阳的万有引力影响,以是会有周期为365天的公转,也就有了一年四序,那地球自己转动的能量从那里来?
我们似乎一时无法找到地球自转的能量提供者。
科学家对此有几种假说
一部门人以为,地球是自主转动的,也就是自己给自己提供能量,地球团体来看可以分为三层:地壳,地幔和地核。
地壳由矿物构成的岩石构成,地幔则是一些超基性岩和液态的岩浆,重点是地核,地核的温度可以到达4000-6000℃,铁和镍在高温高压下变成了密度极高的液体,同时地核还存在大量放射性元素。
这些元素连续衰变,开释出大量的能量,使液态的铁镍一刻不绝地围绕内核旋转,旋转的同时受到摩擦力的影响,于是动员了整个地球转动。
这种假说固然听起来公道,但现实上有毛病存在,根据现有的化石推断,在4亿多年前的泥盆纪,一天的时间只有20个小时,越早的年代一天的时间越短,即地球自转越快,这分析地球的自转在徐徐变慢。
而地核现在并没有冷却,地球的自转时间应该维持在一个稳固的范围,这分析地核大概不是地球自转的能量泉源,这种徐徐递减的自转速率,更像是有个初始速率后的徐徐阑珊。
于是角动量说占据了上风
46亿年前,太阳系还没有形成,只有上一个超新星老年爆炸留下的遗骸。一些较大的星云碎片在引力的作用下开始吸引附近物质向自己聚集。
随着中心物质徐徐收紧,密度开始变大,温度和压力也徐徐升高,末了形成了幼年的太阳。太阳形成之后留下了少量的碎片,此中一些较大的碎片重新聚集附近的物质,地球渐显雏形。
初期的太阳系非常杂乱,各种碎片陨石往返撞击,地球也不例外,不绝地被陨石和小行星撞击,最大的一颗以致到达了火星巨细,这些撞击为最开始静止的地球提供了初始角动量,而且宇宙是真空的情况,险些没有摩擦力,以是地球的自转连续了这么久。
不外既然真空中险些没有阻力,为什么地球自转的速率还是在徐徐变慢呢?
现在来看,最大的影相应该是源自月球,月球是地球唯一的天然卫星,两者迩来时只有30万千米,地球巨大的引力导致月球出现潮汐锁定,始终只有一面朝向地球。
同样月球也会对地球施加引力,于是地球上有了潮汐,出现了海洋的潮涨潮落,海水与海底的摩擦与地球的自转方向相反,斲丧了地球的部门角动量,别的一些太空垃圾,以及发射的人造卫星,也会与大气层产生摩擦,减缓地球的自转速率。
如果地球有天制止了自转,人类将间不容发。固然地球制止了自转,但大气层存在的惯性还是会让它沿着原来的方向运动,然后大气层与地面的剧烈摩擦会刮掉地面上的齐备物质,其次海洋也会朝着曾经的自转方向继承活动,末了发作超等海啸,冲山德湄。
而地球则永久只有一面朝向太阳,另一面永久留在了严寒的黑夜。
不外就现在来看,固然地球的自转速率在减缓,但大概率不会完全制止,地球的角动量不会归0,而是无穷趋近于0,终极以一个非常迟钝的速率自转。
要到达这种程度,大概到时间太阳系都不存在了。 |