地球?yàn)槭裁础巴嶂D(zhuǎn)”

陳靚

我們撥動(dòng)地球儀時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)地球儀是斜著身子繞軸自轉(zhuǎn)的。實(shí)際上，地球確實(shí)是以傾斜姿勢(shì)運(yùn)轉(zhuǎn)的。研究發(fā)現(xiàn)，地球傾斜的角度約為23°26′。無(wú)論是自轉(zhuǎn)還是公轉(zhuǎn)，地球都保持著這樣的傾斜角度運(yùn)動(dòng)。那么，地球在形成的時(shí)候就是傾斜的，還是后來(lái)因?yàn)槟撤N原因而變得傾斜呢？地球傾斜又有什么影響呢？

認(rèn)識(shí)地軸

我們把地球自轉(zhuǎn)所繞的軸稱為地軸，它是一個(gè)假想軸，現(xiàn)實(shí)中并不存在，但我們會(huì)依靠它來(lái)區(qū)分地球的地理位置等信息。地軸北端與地表的交點(diǎn)是北極，地軸南端與地表的交點(diǎn)是南極。地球始終不停地繞著這個(gè)假想軸運(yùn)轉(zhuǎn)，故又稱地球自轉(zhuǎn)軸。這個(gè)軸與地球公轉(zhuǎn)軌道面不是垂直的，它們之間存在66°34’的夾角。對(duì)了，地軸在地球中的位置并不固定，而有微小的移動(dòng)，造成“極移”現(xiàn)象。

地軸為什么會(huì)傾斜

關(guān)于地軸傾斜的原因，說(shuō)法有很多，經(jīng)典的解釋是：在約45 億年前，地球剛形成不久，遭遇了一顆巨大天體（被稱為“忒伊亞”）的撞擊，撞擊后的碎屑形成了月球，地球的自轉(zhuǎn)軸則被撞歪了。

在月球的引力作用下，地球的自轉(zhuǎn)軸十分穩(wěn)定?？茖W(xué)研究分析，如果沒有月球的話，地球的自轉(zhuǎn)軸角度將會(huì)時(shí)不時(shí)地超過(guò)45 °。而事實(shí)上，數(shù)萬(wàn)年來(lái)，地球的自轉(zhuǎn)軸變化范圍為22.1°～24.5°。這2°左右的變化，一方面和地球自身大氣海洋的潮汐作用、地幔的對(duì)流活動(dòng)有關(guān)，另一方面也和日、月等其他天體的引力作用引發(fā)自轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)有關(guān)。

在科學(xué)上，我們通常會(huì)用“黃赤交角”來(lái)體現(xiàn)地軸的傾斜。什么是“黃赤交角”？即黃道面和赤道面的夾角。赤道面，顧名思義，是指地理坐標(biāo)系上赤道所在的平面，體現(xiàn)了地球的自轉(zhuǎn)。而黃道面是指地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道平面。目前，地球的“黃赤交角”約為23°26’，它并非固定不變，會(huì)有微小的變化，可忽略不計(jì)。

地軸傾斜帶來(lái)了什么影響

1. 四季交替

由于地軸傾斜，地球公轉(zhuǎn)時(shí)受到太陽(yáng)直射的緯度會(huì)在南北緯23°26’（南、北回歸線）之間變化，世界各地的太陽(yáng)高度角不一樣，陽(yáng)光就會(huì)發(fā)生直射和斜射的變化。當(dāng)陽(yáng)光直射時(shí)，太陽(yáng)高度角大，受熱面積小，光熱相對(duì)集中，溫度高；反之，斜射時(shí)，溫度低。

這樣，南、北半球在一年中吸收的陽(yáng)光熱量不同，出現(xiàn)周期性的變化。舉個(gè)例子，當(dāng)北極傾向太陽(yáng)時(shí)，北半球會(huì)獲得更多的光和熱；而當(dāng)北極遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)，北半球天氣會(huì)變冷，夜晚也更漫長(zhǎng)。而南半球剛好相反，因而形成了四季更迭。

四季的交替對(duì)地球上的生物生長(zhǎng)是非常有利的，生物因此有了生長(zhǎng)周期的變化。

2. 極晝極夜

除此以外，地軸傾斜還使得地球南北兩極產(chǎn)生了極晝、極夜的現(xiàn)象。所謂極晝，就是太陽(yáng)總不下落，天空總是亮的；極夜，便與極晝相反，太陽(yáng)總不出來(lái)，天空總是黑的。極晝和極夜是極圈內(nèi)特有的自然現(xiàn)象，發(fā)生在北極圈（北緯66°34’）以北和南極圈（南緯66°34’）以南的地區(qū)。

假如地球不是這樣“歪著轉(zhuǎn)”會(huì)怎樣

在太陽(yáng)系中，不同行星的自轉(zhuǎn)是千姿百態(tài)的?；鹦悄壳芭c地球相似，但缺少類似月球的穩(wěn)定作用，它的自轉(zhuǎn)軸傾角在過(guò)去有數(shù)十度的變化。天王星的自轉(zhuǎn)軸傾角接近98°，常被稱為“躺著運(yùn)動(dòng)”?？茖W(xué)家研究認(rèn)為，這也是它在數(shù)十億年前被一顆和地球大小相當(dāng)?shù)男行亲矒羲隆Ｄ壳?，地球是沿?3°26’的傾斜軸平穩(wěn)地運(yùn)行著。如果地球沒有這樣“歪著轉(zhuǎn)”，你能想象我們的生活可能會(huì)是什么樣嗎？

1. 當(dāng)?shù)剌S傾斜0°時(shí)

這時(shí)，地球自轉(zhuǎn)軸垂直于地球公轉(zhuǎn)平面，太陽(yáng)將永遠(yuǎn)直射赤道，那么越接近赤道的地區(qū)就越熱，一年中每個(gè)月都是高溫，除了晝夜之分，全年氣溫?zé)o變化；而離赤道遠(yuǎn)的地區(qū)全年低溫，晝夜變化也會(huì)變得不明顯，有的地方全年處于傍晚，甚至全年黑夜。那么，我們所處的這個(gè)地球就只出現(xiàn)晝夜的不斷交替，四季變化將直接消失。可以想象的是，地球上依賴季節(jié)變化而生長(zhǎng)的植物將受到重創(chuàng)，我們的生存環(huán)境也不再適宜，情況可能還會(huì)更加糟糕！

2. 當(dāng)?shù)剌S傾斜90°時(shí)

此時(shí)，地球沿著軌道運(yùn)行，它的兩極將直接指向太陽(yáng)，連續(xù)6 個(gè)月，地球其中一個(gè)半球?qū)⒈缓诎祷\罩，而另一個(gè)半球?qū)⒈粺霟岬年?yáng)光不間斷照射，處于冰火兩重天的狀態(tài)。這樣一來(lái)，地球上的一天將和原先的一年一樣漫長(zhǎng)了。赤道的年平均日照量是最少的，兩極點(diǎn)的年平均日照量最多。這種逆轉(zhuǎn)的年平均氣溫會(huì)極大地改變地球上的氣候，天氣會(huì)變得非常惡劣，基本找不到一個(gè)四季適宜的居住區(qū)。