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发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》颤动的地球
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日15:55:19 星期六), 站内信件


                         颤动的地球

    地球围绕着它的轴旋转。如果它的形状是一个完美的球体，内部
组成非常对称，完全呈刚性，同时在空间中绝对独立，那么它会永远
围绕一个固定的轴旋转下去。然而上述假定都是错误的，地球是处于
颤动状态。1988年7月。科学家发现了地球的第四种颤动形式，而在此
以前已经知道有3种不同的颤动形式。

    当你在夜间仔细观察群星的运动时，会发现它们在空中围绕某个
点作圆周运动，而这个点恰恰在地球北极的正上方（北极星靠近这一
点，但并不正好在这一位置）。如果年复一年地研究这些星星，那么
就会看到这个中心点在缓慢地移动。这种现象是由于地球的轴在移动，
并且地球不是一个完美的球体，而是在赤道部位发生膨胀。

    月亮和太阳吸引着这个膨胀部分，导致地轴缓慢地作圆周运动。
一个周期大约为26000年。这个效应称为“岁差”。由于这种圆周运动，
每年的春（秋）分要比上一年提前一点到来。这是地轴最大的颤动，
是由古希腊人发现的。

    地轴并不是沿着一个真正的圆运动的。由于月亮有时离地球近，
有时离地球远，所以它的吸引力随时间有微小的变化。在运动旋回过
程中，这种变化造成一种镜象摆动，即每19年重复一次微小的波动。

    英国天文学家詹姆斯·布拉德利（James Bradley）根据他对星辰
位置的详细研究，在1748年发现了这一现象。这种微弱的波状运动被
称为“章动”，它是从拉丁文“点头”一词而来的，因为地轴在形成
二分点进动圆圈时，似乎在微微点头。

    然而这并不是故事的全部。早在1765年，一位名叫伦哈德·欧拉
（Leonhard Euler）的瑞士数学家曾预测，地球的两极在每一年中应
沿一小圆圈运动。这种小圆运动由于太微小，所以在当时人们还无法
观测出。望远镜和其他仪器在数十年后才制做得比较精密。

    1892年，一位美国天文家塞斯·C·钱德勒（Seth C. Chandler）
终于能非常精确地研究星系，并能够测量出星辰位置非常微小的移动。
这些位移可用地球位置的移动来很好地解释，并被称为“钱德勒颤动”。

    钱德勒颤动是地极的一种不规则圆周运动，完成一个周期大约需
要430天。其轨迹不是一个完美的圆，而且在某些年变得较大。地极位
置的变化每年大约只有10码（译者注：码，英制长度单位。1码约合
0.9144米）。你也许认为这个变化太小，所以不可能测到，但它已被
测出的事实证明天文仪器已被制做得非常精密。

    如果这就是欧拉所预测的那种运动，那么它应该过一会就消失掉。
然而事实并非如此。颤动一直都在进行。天文学家认为，颤动是由于
地球内部物质的分配不断发生变化的结果。通常这是由大地震引起的。
地震破坏了地球内部的平衡，虽然不大，但却足以使地球在旋转时抖
动一下，从而造成地极发生几码的位移。地震越强，这种偏移自然也
越大。这就是为什么钱德勒颤动在某些年会变得更强烈。

    然而，这并不是说每一次地震都会引起地球的颤动。正如英国科
学家开尔文爵土（Lord Kelvin）在1862年所预言的那样，地球内部任
何物质的转移，即使非常小，都会引起颤动。当然转移量越小，颤动
也越小。（异调注：第一句翻译可能有误。根据整段意思来看，应该
是“然而，这并不是说每一次地球的颤动都是由地震引起的。”）

    测量月球或人造卫星位置的方法在不断改进，激光束现在已经能
够从这些物体上反射回来。通过计算激光往返所需的时间，便能测算
出小到数英寸的位置变化。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷射推进器
实验室和马萨诸塞州坎布里奇大气与环境研究中心的科学家们宣布，
他们用这种技术发现了第四种颤动，它使地极在两星期到数月的时间
内绕一小圆运动。这个小圆的直径为2.5英尺，仅有钱德勒颤动幅度的
三十分之一。

    通过详细研究有关天气资料的卫星报告，科学家们得出这样一个
结论，即这种短期和小幅度的第四种颤动是由质量分配的变化导致的，
而这种变化又是由于风使大气圈来回搅动的结果。另外一些因素可能
包括引起水体往复运动的风暴，以及雪盖的前进和后退等等。

    令人惊奇的是，像我们所熟悉的阵风、河水流动或冰雪消融等现
象都可使巨大沉重的地球产生微小的颤动。事实确实如此。


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