由于引力作用,月球使得地球上某些部分更靠近它,并创造了地球上的海洋潮汐运动。因为地球的转动速度比月球更快,潮汐出现在转动的稍后时间,由于潮汐加速作用,使得月球绕地球转动的轨道不断升高。
潮汐加速是行星与其卫星之间潮汐力的效应。这种“加速”通常都是负面的效应,如果卫星是在顺行轨道上运行,会逐渐退行和远离行星(卫星的角动量增加),相对的,行星的自转也会减缓(角动量守恒)。这个过程最终会导致质量小的先潮汐锁定,然后大的也会如此。地月系统是研究这种情况的最佳事件。
认为月球的存在理所当然是一个危险的想法,这件事在太阳上同样成立。然而,如果月球和太阳没有出现在我们的天空中,那么地球上的生命将和如今的大不相同。这对我们来说并不是一件值得高兴的事情。
然而,月球——我们唯一的卫星,的确正在远离我们。它绕地球转动的轨道正在逐年变大。
潮汐力的影响
在过去的45亿年,月球始终围绕地球转动。由于地球的质量远远超过月球,地球对月球的吸引力远大于月球对地球的,这意味着地球将月球更大幅度地拉向自己。这会产生潮汐力,导致海洋中出现潮汐现象。
地月间的引力在月球朝面向地球一侧更大。除此之外,月球上受到地球引力最大的部分在其最接近地球的部分。
正如你在这段动画中看到的,我们地球的中间部分(例如赤道),比地球两端(极点)离月球更近,因此,月球把地球赤道地区拉得离自己更近。月球产生的这种较为强大的引力在地球那个部分的海洋中作用,引发涨潮,并在地球的中间部分形成了潮汐。这种现象被称为涨潮或者赤道区隆起。
这种地月间的相对位置决定了海洋的潮汐现象。它明确地表明,当海洋出现较高的潮汐时,说明地月位置较近。
为了更好地观察这一现象,点击并观看这个有趣的动画,它描述了太阳、月亮和地球间的引力组合是如何在地球上形成涨潮现象的。
地月双方都会受到潮汐的影响,比如说地球由于地月引力而被牵引出现的隆起(尽管这个隆起在地球表面只有几厘米),月球的近地侧也受到了地月引力的影响。
地月转动月球远离地球的现象归因于地月双方。你能够看到,地球转动得更快(或者说它有更高的转动速度)。地球绕轴转动一整圈是24个小时。另一方面,月球需要大约27.3天才能够完成一次自身的绕轴转动!很明显,当它们各自转动时,月球比地球慢得多。这里有一个动图,描述了地月之间转动速度不同的现象。
这张图展示了地月转动的差异。需要注意的是,月球围绕地球转动,这一点在图片中并为显示。另外,地月间的距离和二者大小的比例都不精确。
由于地月转动速度的区别非常明显,地球上的潮汐试图把月球拉回到它原有轨道上,并给它加速(虽然很微小)。由于力的作用是相互的,月球引力同样作用于地球抄袭,结果就是减缓了地球转动速度。
地球转动速度的降低造成了大量角速度损失,这些角速度通过潮汐力转移到月球的转动轨道上,使得它的轨道逐渐变大。
以上过程造成了月球每年远离地球3.8厘米,换句话说,月球每年远离地球3.8厘米。
相似地,地球的自转速度同时也在减缓,100年后,地球上的一天要比现在长2毫秒。
总的来说,月球的确正在远离我们,但它远离我们的速度非常慢,所以现在不用担心漫漫长夜没有月光陪伴。
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