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木星和金星每隔40.5万年改变地球的运行轨道

木星和金星每隔40.5万年改变地球的运行轨道
2019年12月12日 17:42 天文在线作者:天文在线

  地球科学家普遍认为我们的星球会周期性地经历剧烈的气候变化。在过去的两亿年的时间里,地球经历了四次剧烈的地质变化(三叠纪、侏罗纪、白垩纪和新生代)和冰河时代(第四季冰川作用),所有的地质运动变化都给生命带来了巨大的影响,同时也影响了物种的进化。

  木星和金星每隔40.5万年改变地球的运行轨道

  图解:末次冰期最盛期地球的艺术想像图

  几十年来,地理学家一直尝试去探寻由木星和金星每隔40.5万年对地球运行轨道的部分变化而产生的变化原因。但是直到一个由地理学家和地球科学家组成的小组才发现这种变化的切确证据-沉积物和岩心样本,这些样本与沉积物变化的发生方式和发生时间为研究提供了地质记录。

  木星和金星每隔40.5万年改变地球的运行轨道

  来自罗格斯大学-新不伦瑞克分校的理事会教授,包括来自拉蒙特-多尔蒂地球天文台、伯克利地质年代学中心、亚利桑那州石化森林国家公园和多所大学的成员在美国国家科学院院刊上发表了他们的研究报告:“40.5万年木星-金星偏心周期在数亿年内稳定的经验证据”。

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  图解:丹尼斯-肯特教授展示了从亚利桑那国家石化公园所获得的1700英寸岩心部分样本。资料来源:尼克·罗曼年科/罗格斯大学。

  如前所述的一样,地球在其气候中经历周期性变化(这与地球轨道的变化有关)的观点已经被接受了近一个世纪。这些变化包括米兰科维奇循环,它包括地球轨道偏心率的100000年周期变化,地轴相对于轨道平面倾斜41000年周期变化,以及由行星轴的变化引起的21000年周期变化。

  木星和金星每隔40.5万年改变地球的运行轨道

  再加上40.5万年周期对木星和金星的重力的影响,这些影响导致了地球的部分地区的接受太阳能的变化,这些太阳能的变化反过来影响地球的气候。基于化石记录,这些周期也对地球的生命产生了深远的影响,很有可能对物种的进化有影响。正如本特教授在罗格斯大学所声明的一样:

  气候的周期与地球围绕太阳运行的轨道有直接关系,阳光在到达地球的微小差异会导致气候和生态环境的变化。地球轨道从完美的近圆形到每隔40.5万年会有约百分之五的拉伸。

  为了验证他们的研究,肯特教授和他的同事从纽瓦克盆地采集了一些沉积物样本,这是一个跨越了大部分新泽西州的史前时代湖泊。同时也从亚利桑那州石化深林国家公园地层采集了一块长约518米(1700英尺)长,直径6.35(2.5英寸)厘米的岩心样本,这块岩心样本可以追溯到三叠纪时代——约2.02亿至2.53亿年前。

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  图解:在亚利桑那州石化国家深林公园的岩石样本中,科学家发现了地球运行轨道的规律变化影响了气候变化。资料来源:凯文 拉蒙特-多尔蒂地球观测站

  研究小组将地球磁场的倒转-北极和南极互换位置-与有无锆石(含铀的矿物,允许放射性年代测定)的沉积物以及地质记录中的气候周期联系起来。这些实验数据表明,40.5万年的周期是与地球每年围绕太阳公转的轨道有关的规律的天文模式。

  正如肯特教授说阐述的一样,研究结果进一步显示这个周期在数亿年的时间仍然保持稳定性和活跃性。

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  图解:在亚利桑那州石化森林国家公园的古老岩石中,科学家们已经发现了影响气候的地球轨道规律变化的迹象。图片提供:凯文·克拉吉克/拉蒙特·多尔蒂地球观测台

  这是一个令人震惊的结果,因为它的周期太长了,通过五千万年之前的大量恒星运动就可以预测出来,已经存在了至少两亿一千五百万年。科学家现在能够以一种精确的方式把气候变化、环境、恐龙、哺乳动物和化石与这个40.5万年的周期起来。

  在此之前,天文学家能够准确可靠计算大约五千万年中出现的周期,但是他们发现这个问题太复杂了因为涉及到许多恒星的运动变化。在宇宙中存在其他更短的轨道周期,但是当你回望过去的时候,你根本不知道在什么时间你在处理哪一个,因为它一直随着时间的变化而变化。

  木星和金星每隔40.5万年改变地球的运行轨道

  图解:大约在超级泛大陆时期(3亿-2.5亿年之前)。资料来源:美国亚利桑那大学/罗恩-艾特

  此外,科学家们也无法获得地球磁场在三叠纪晚期(约2010.3 - 2.37亿年前)的3000万年里发生逆转的准确日期。这是陆地生命进化的关键时期,因为那是泛大陆分裂的时候,也是恐龙和哺乳动物首次出现的时候。

  这种分裂导致了大西洋的形成和大陆漂移,同时在影响恐龙的时期结束时发生了大规模灭绝事件。有了这些新的证据,地质学家、古生物学家和地球科学家将能够制定出非常精确的时间线,并准确地对这一时期的化石证据进行分类。

  木星和金星每隔40.5万年改变地球的运行轨道

  这项研究,以及建立精确的地质和气候年表的能力,可以追溯到2亿年前,肯定会产生巨大的影响。不仅气候研究将从中受益,而且我们对生命,甚至我们的太阳系如何进化的理解也将从中受益。由此产生的结果可能包括更好地理解生命是如何在其他恒星系统中出现的。

  毕竟,如果我们对太阳系外生命的探索可以归结为我们对地球上生命的了解,那么更多地了解地球上的生命是如何进化的,就能更好地找到地外的生命。

  参考资料

  1.维基百科全书

  2.天文学名词

  3. universetoday-星火夜行

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  参考资料

  1.WJ百科全书

  2.天文学名词

  3.原文来自: https://www.universetoday.com/139198/jupiter-and-venus-change-earths-orbit-every-405000-years/

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