【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力是自引力，即星云各部分的相互吸引的引力。康德認(rèn)為處在混沌之中的宇宙初始物質(zhì)由于引力作用集結(jié)起來(lái)，更大的和更密集的一些質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始把周圍較小的和比較不密的質(zhì)點(diǎn)吸引過(guò)去，以后較小的物質(zhì)凝團(tuán)繼續(xù)向業(yè)已形成的中心體靠近，由于相撞使中心體獲得了更大的旋轉(zhuǎn)慣量和熱量，并產(chǎn)生了巨大的灼熱天體 ——太陽(yáng)。隨著旋轉(zhuǎn)速度加大，大量微小塵埃物質(zhì)在旋轉(zhuǎn)著的原始太陽(yáng)的赤道上集中起來(lái)，形成了扁平的星云盤(pán)。之后，在星云盤(pán)的邊緣部分形成了物質(zhì)集中的中心，并從這些中心產(chǎn)生了行星和環(huán)繞行星的衛(wèi)星。在 41年以后，拉普拉斯提出了和康德相似的 “ 原始星云說(shuō) ” 。 太陽(yáng)系起源的假說(shuō)（二） 固體地球物理學(xué)概論 第二章 在 20世紀(jì)中葉出現(xiàn)的各種星云說(shuō)中，霍伊爾 (F． Hoyle)的學(xué)說(shuō)較有代表性。霍氏認(rèn)為，太附系開(kāi)始時(shí)是一團(tuán)凝縮的星云，溫度不高，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度因逐漸收縮而加快。當(dāng)初始的太陽(yáng)星云收縮到現(xiàn)今水星軌道之內(nèi)不遠(yuǎn)處，就出現(xiàn)了自轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，星云外部不再收縮，兩極漸扁，物質(zhì)因此而拋出，形成一個(gè)環(huán)繞 “ 原始太陽(yáng) ” 的盤(pán)狀物，其質(zhì)量?jī)H為太陽(yáng)的百分之一。中心的 “ 原始太陽(yáng) ” 與圓盤(pán)脫離以后，繼續(xù)收縮，不再分裂，最后形成太陽(yáng)。圓盤(pán)與太陽(yáng)脫離后，質(zhì)量不再增加，最后形成行星。 由于繼續(xù)收縮的太陽(yáng)具有磁場(chǎng)，而圓盤(pán)星云內(nèi)有電離氣體，太陽(yáng)與圓盤(pán)內(nèi)緣產(chǎn)生一種磁致力矩，使太陽(yáng)的角動(dòng)量轉(zhuǎn)移給圓盤(pán)，因而由圓盤(pán)形成的行星具有較大的角動(dòng)量。在原始太陽(yáng)從 50倍太陽(yáng)半徑收縮到 1倍太陽(yáng)半徑的過(guò)程中，表面溫度保持為 3500度左右，在地球軌道附近地區(qū)，沸點(diǎn)低的揮發(fā)性物質(zhì)相繼逃逸，而不易揮發(fā)的鐵，鎂、硅等元素則凝聚為塵粒，通過(guò)碰撞粘合而形成塊狀物質(zhì)，直徑小于 1米的固體留在類地行星的區(qū)域而形成類地行星。在木星、土星軌道附近的地區(qū)，沸點(diǎn)低的物質(zhì)可以保留，因而使得土星、木星的化學(xué)成分與原始星云以及太陽(yáng)相近， H， He最多。在天王星、海王星的空間附近，由于逃逸速度小， H和 He大部分逃逸，剩下的多為 C， N， O與 H2O等物質(zhì)。 太陽(yáng)系起源的假說(shuō)（二） (續(xù)） 固體地球物理學(xué)概論 第二章 太陽(yáng)系起源的假說(shuō)示意圖 固體地球物理學(xué)概論 第二章 太陽(yáng)系起源的假說(shuō)模擬動(dòng)畫(huà) 1 3 2 4 固體地球物理學(xué)概論 第二章 太陽(yáng)系起源的假說(shuō)模擬動(dòng)畫(huà) 固體地球物理學(xué)概論 第二章 地球的轉(zhuǎn)動(dòng)與軌跡 在廣闊的宇宙空間中，地球做為一個(gè)行星在不停地運(yùn)動(dòng)。它不僅繞著一條軸線自四向東自轉(zhuǎn)，同時(shí)也沿著近似圓形的軌道繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于日、月的吸引和地球慣量矩的季節(jié)性變化及其它目前還不甚清楚的原因，故地球的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是不均勻的。研究地球的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)際上就是研究地球轉(zhuǎn)動(dòng)的不均勻性。 地球旋轉(zhuǎn)軸叫地軸。地軸同地球表面的交點(diǎn)就是南北極。地軸的無(wú)限延長(zhǎng)就是天軸。如果以地心為球心，以無(wú)限大為半徑構(gòu)成的球面叫天球，則天軸和天球的交點(diǎn)叫天極。地球的赤道面與天球的交線為天赤道，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道叫黃道，月球繞地球公轉(zhuǎn)軌道叫白道。 地球的轉(zhuǎn)動(dòng) 固體地球物理學(xué)概論 第二章 地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn) 地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)，是地球諸多運(yùn)動(dòng)中最顯著的運(yùn)動(dòng)，這是一個(gè)天文學(xué)問(wèn)題，也是一個(gè)地球物理學(xué)問(wèn)題。在天文學(xué)中是將地球作為一顆行星，在太陽(yáng)系的形成過(guò)程中，地球獲得的角動(dòng)量主要分配于地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)、地一月轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和地球的自轉(zhuǎn)中。 ⑴地球的自轉(zhuǎn) 地球自轉(zhuǎn)一周是一日。在天文學(xué)上日的定義有三種，即恒星日，太陽(yáng)日和太陰日。恒星日是以恒星為參考點(diǎn)，太陽(yáng)日和太陰日則是分別以太陽(yáng)和月亮為參考點(diǎn)計(jì)算的一天的長(zhǎng)度。如果把地球中心和一個(gè)遙遠(yuǎn)的恒星連成一線，那么地球自轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，這條直線要先后同地球的每一經(jīng)線相割。兩次相割同一經(jīng)線所需的時(shí)間，叫恒星日，如果這一直線是連結(jié)地球中心和太陽(yáng)中心，那么，這一段時(shí)間就叫太陽(yáng)日，如果這一直線是連結(jié)的地球中心和月球中心，這段時(shí)間就是太陰日。 地球的自轉(zhuǎn) 固體地球物理學(xué)概論 第二章 恒星日是地球自轉(zhuǎn)的真正周期。因?yàn)楹阈堑奈恢迷谔烨蛏鲜枪潭ǖ摹６?yáng)日和太陰日則不然，它們不是地球自轉(zhuǎn)的真正周期，因?yàn)樘?yáng)和月球相對(duì)地球是運(yùn)動(dòng)著的。由于太陽(yáng)在天球上的運(yùn)動(dòng)是地球繞日公轉(zhuǎn)的反映。月球在天球上的運(yùn)動(dòng)是月球繞地公轉(zhuǎn)的反映。 如果用 24時(shí) 00分表示一個(gè)恒星日的長(zhǎng)度，那么太陽(yáng)日的長(zhǎng)度就是24時(shí) 04分，太陰日的長(zhǎng)度是 24時(shí) 54分。 地球的自轉(zhuǎn) （續(xù)） 固體地球物理學(xué)概論 第二章 ⑶ 地球公轉(zhuǎn)的軌跡 地球在不停地自轉(zhuǎn)過(guò)程中帶著自己的衛(wèi)星 ——月球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。嚴(yán)格地說(shuō)來(lái)，地球所圍繞的并不是太陽(yáng)或太陽(yáng)中心，而是太陽(yáng)和地球的共同質(zhì)量中心。據(jù)計(jì)算，這個(gè)共同的質(zhì)心距太陽(yáng)的質(zhì)心僅 450km。因此，可以把地球公轉(zhuǎn)說(shuō)成地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)。地球公轉(zhuǎn)軌道是一個(gè)橢圓，其半長(zhǎng)軸a= 106km,半短軸 b= 106km，半焦距 c= 106km非常接近正圓。 由于太陽(yáng)位于地球公轉(zhuǎn)軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，因此地日距離的變化以一年為周期。十分明顯，參考點(diǎn)不同，一年的長(zhǎng)度也不一樣。若把太陽(yáng)中心和一個(gè)位于地球公轉(zhuǎn)軌道平面的恒星連成一直線，那么，地球兩度經(jīng)過(guò)這一直線的時(shí)間就是一恒星年。恒星年是地球公轉(zhuǎn)的真正周期。 地球公轉(zhuǎn)及軌跡 固體地球物理學(xué)概論 第二章 除恒星年以外 ， 在天文學(xué)上還有回歸年 、 近點(diǎn)年和食年等不同的定義 。如以春分點(diǎn) ， 近日點(diǎn)和黃白交點(diǎn) (黃道和白道在天球上的交點(diǎn) )為參考點(diǎn) ，即得回歸年 、 近點(diǎn)年和食年 。 由于春分點(diǎn) ， 近點(diǎn)和黃白交點(diǎn)在天球上不是固定的 ， 因此 ， 以這些點(diǎn)為參考點(diǎn)所測(cè)得的年也不是地球公轉(zhuǎn)的真正周期 。據(jù)測(cè)定 恒星年 : 365日 6時(shí) 9分 10秒； 回歸年 : 365日 5時(shí) 48分 46秒； 近點(diǎn)年 : 365日 6時(shí) 12分 53秒； 食 年 : 346日 14時(shí) 52分 53秒。 地球公轉(zhuǎn)及軌跡 （續(xù)） 固體地球物理學(xué)概論 第二章 地球的公轉(zhuǎn)與四季變化 近日點(diǎn) 遠(yuǎn)