Нестабильность оси вращения Земли. Осёл и морковка
Instability of the earth’s axis of rotation. T. Gold. Mart, 26. 1955. Nature.
Выдержки с пояснениями.
____________Осёл и морковка.
"Если в результате небольшого перераспределения массы, мгновенная ось вращения переместится на небольшой угол (например, в случае свободной нутации), то при наличии пластичного потока, ось фигуры начнёт ей медленно следовать. Например, при перераспределении массы, динамические эффекты у которой такие же, как и у избыточной, расположенной где-то между экватором и полюсом, демпфирование гарантирует, что начальное колебание стабилизируется до становления вращения вокруг новой главной оси.
Но до тех пор, пока в одном месте существует избыточная масса, ось геоидальной формы не может быть также главной осью. Следовательно, по мере изменения геоидальной формы, ось вращения перемещается, чтобы приспособиться к новой ориентации. Величина и угол широты избыточной массы определяют не просто угол смещения земной оси относительно литосферы, - они определяют угол между мгновенной осью вращения и осью геоида. Величина этого угла, в свою очередь, определяет момент и, следовательно, скорость потока, изменяющего форму, заданную константами пластичности Земли.
Результирующая скорость потока определяет скорость, с которой ось геоида перемещается относительно координатной сетки Земли, и также скорость, с которой ось вращения перемещается относительно Земли, хотя, конечно, при этом, остается почти неподвижной в пространстве. Это как с ослом и морковкой, свисающей с палки, которую держит всадник: осел бы бежал тем быстрее, чем дальше морковка была бы от его носа. Но как далеко можно заставить the ass (в оригинале - R°) бежать с помощью этого метода?
2.12
В движении Земли широта и избыточная масса суть решающие факторы. Угол @ между двумя осями и, следовательно, скорость полярного блуждания будут наибольшими для избыточной массы на широте 45°; и в движении не будет достигнуто положения, в котором угол обращается в нуль, до тех пор, пока оси не повернутся так, чтобы новый экватор уже проходил через положение избыточной массы. Угол @ между осью фигуры и осью вращения пропорционален M*sin☺*cos☺, где M - избыточная масса, а ☺ - ее широта.
Скорость деформации и, следовательно, отклонения полюса должны увеличиваться с увеличением @, но соотношение между величинами также зависит от особенностей неупругих свойств материала. Скорость пластичного течения, а также и градиент пластичности возрастают обычно с увеличением напряжения, и, причём, быстрее прямой пропорции. Если бы долгосрочные эффекты были бы связаны с возникновением больших углов @, чем при свободной нутации в настоящее время, то величина пластического потока была бы недооценена, если предполагать, что скорость пропорциональна @ и определяется затуханием свободной нутации. Расстояние, на котором, в таких случаях, продолжается блуждание, не будет зависеть от M: это просто угол ☺. Это случай вековой нестабильности, когда небольшое возмущение не приводит к малой отдаче, но производит, пусть и неспешно, значительный переворот".
Жук и глобус.
Изменение скорости.
Томас Голд - (1920 — 2004) — американский астроном. Член Лондонского королевского общества (1964) и Национальной академии наук США (1968).
Выдержки с пояснениями.
____________Осёл и морковка.
"Если в результате небольшого перераспределения массы, мгновенная ось вращения переместится на небольшой угол (например, в случае свободной нутации), то при наличии пластичного потока, ось фигуры начнёт ей медленно следовать. Например, при перераспределении массы, динамические эффекты у которой такие же, как и у избыточной, расположенной где-то между экватором и полюсом, демпфирование гарантирует, что начальное колебание стабилизируется до становления вращения вокруг новой главной оси.
Но до тех пор, пока в одном месте существует избыточная масса, ось геоидальной формы не может быть также главной осью. Следовательно, по мере изменения геоидальной формы, ось вращения перемещается, чтобы приспособиться к новой ориентации. Величина и угол широты избыточной массы определяют не просто угол смещения земной оси относительно литосферы, - они определяют угол между мгновенной осью вращения и осью геоида. Величина этого угла, в свою очередь, определяет момент и, следовательно, скорость потока, изменяющего форму, заданную константами пластичности Земли.
Результирующая скорость потока определяет скорость, с которой ось геоида перемещается относительно координатной сетки Земли, и также скорость, с которой ось вращения перемещается относительно Земли, хотя, конечно, при этом, остается почти неподвижной в пространстве. Это как с ослом и морковкой, свисающей с палки, которую держит всадник: осел бы бежал тем быстрее, чем дальше морковка была бы от его носа. Но как далеко можно заставить the ass (в оригинале - R°) бежать с помощью этого метода?
2.12
В движении Земли широта и избыточная масса суть решающие факторы. Угол @ между двумя осями и, следовательно, скорость полярного блуждания будут наибольшими для избыточной массы на широте 45°; и в движении не будет достигнуто положения, в котором угол обращается в нуль, до тех пор, пока оси не повернутся так, чтобы новый экватор уже проходил через положение избыточной массы. Угол @ между осью фигуры и осью вращения пропорционален M*sin☺*cos☺, где M - избыточная масса, а ☺ - ее широта.
Скорость деформации и, следовательно, отклонения полюса должны увеличиваться с увеличением @, но соотношение между величинами также зависит от особенностей неупругих свойств материала. Скорость пластичного течения, а также и градиент пластичности возрастают обычно с увеличением напряжения, и, причём, быстрее прямой пропорции. Если бы долгосрочные эффекты были бы связаны с возникновением больших углов @, чем при свободной нутации в настоящее время, то величина пластического потока была бы недооценена, если предполагать, что скорость пропорциональна @ и определяется затуханием свободной нутации. Расстояние, на котором, в таких случаях, продолжается блуждание, не будет зависеть от M: это просто угол ☺. Это случай вековой нестабильности, когда небольшое возмущение не приводит к малой отдаче, но производит, пусть и неспешно, значительный переворот".
Жук и глобус.
Изменение скорости.
Томас Голд - (1920 — 2004) — американский астроном. Член Лондонского королевского общества (1964) и Национальной академии наук США (1968).