木星和金星每隔40.5萬年改變地球的運行軌道

2020-12-03 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。

地球科學家普遍認為我們的星球會周期性地經歷劇烈的氣候變化。在過去的兩億年的時間裡,地球經歷了四次劇烈的地質變化(三疊紀、侏羅紀、白堊紀和新生代)和冰河時代(第四季冰川作用),所有的地質運動變化都給生命帶來了巨大的影響,同時也影響了物種的進化。

圖解:末次冰期最盛期地球的藝術想像圖

幾十年來,地理學家一直嘗試去探尋由木星和金星每隔40.5萬年對地球運行軌道的部分變化而產生的變化原因。但是直到一個由地理學家和地球科學家組成的小組才發現這種變化的切確證據-沉積物和巖心樣本,這些樣本與沉積物變化的發生方式和發生時間為研究提供了地質記錄。

來自羅格斯大學-新不倫瑞克分校的理事會教授,包括來自拉蒙特-多爾蒂地球天文臺、伯克利地質年代學中心、亞利桑那州石化森林國家公園和多所大學的成員在美國國家科學院院刊上發表了他們的研究報告:「40.5萬年木星-金星偏心周期在數億年內穩定的經驗證據」。

圖解:丹尼斯-肯特教授展示了從亞利桑那國家石化公園所獲得的1700英寸巖心部分樣本。資料來源:尼克·羅曼年科/羅格斯大學。

如前所述的一樣,地球在其氣候中經歷周期性變化(這與地球軌道的變化有關)的觀點已經被接受了近一個世紀。這些變化包括米蘭科維奇循環,它包括地球軌道偏心率的100000年周期變化,地軸相對於軌道平面傾斜41000年周期變化,以及由行星軸的變化引起的21000年周期變化。

再加上40.5萬年周期對木星和金星的重力的影響,這些影響導致了地球的部分地區的接受太陽能的變化,這些太陽能的變化反過來影響地球的氣候。基於化石記錄,這些周期也對地球的生命產生了深遠的影響,很有可能對物種的進化有影響。正如本特教授在羅格斯大學所聲明的一樣:

氣候的周期與地球圍繞太陽運行的軌道有直接關係,陽光在到達地球的微小差異會導致氣候和生態環境的變化。地球軌道從完美的近圓形到每隔40.5萬年會有約百分之五的拉伸。

為了驗證他們的研究,肯特教授和他的同事從紐瓦克盆地採集了一些沉積物樣本,這是一個跨越了大部分新澤西州的史前時代湖泊。同時也從亞利桑那州石化深林國家公園地層採集了一塊長約518米(1700英尺)長,直徑6.35(2.5英寸)釐米的巖心樣本,這塊巖心樣本可以追溯到三疊紀時代——約2.02億至2.53億年前。

圖解:在亞利桑那州石化國家深林公園的巖石樣本中,科學家發現了地球運行軌道的規律變化影響了氣候變化。資料來源:凱文 拉蒙特-多爾蒂地球觀測站

研究小組將地球磁場的倒轉-北極和南極互換位置-與有無鋯石(含鈾的礦物,允許放射性年代測定)的沉積物以及地質記錄中的氣候周期聯繫起來。這些實驗數據表明,40.5萬年的周期是與地球每年圍繞太陽公轉的軌道有關的規律的天文模式。

正如肯特教授說闡述的一樣,研究結果進一步顯示這個周期在數億年的時間仍然保持穩定性和活躍性。

圖解:在亞利桑那州石化森林國家公園的古老巖石中,科學家們已經發現了影響氣候的地球軌道規律變化的跡象。圖片提供:凱文·克拉吉克/拉蒙特·多爾蒂地球觀測臺

這是一個令人震驚的結果,因為它的周期太長了,通過五千萬年之前的大量恆星運動就可以預測出來,已經存在了至少兩億一千五百萬年。科學家現在能夠以一種精確的方式把氣候變化、環境、恐龍、哺乳動物和化石與這個40.5萬年的周期起來。

在此之前,天文學家能夠準確可靠計算大約五千萬年中出現的周期,但是他們發現這個問題太複雜了因為涉及到許多恆星的運動變化。在宇宙中存在其他更短的軌道周期,但是當你回望過去的時候,你根本不知道在什麼時間你在處理哪一個,因為它一直隨著時間的變化而變化。

圖解:大約在超級泛大陸時期(3億-2.5億年之前)。資料來源:美國亞利桑那大學/羅恩-艾特

此外,科學家們也無法獲得地球磁場在三疊紀晚期(約2010.3 - 2.37億年前)的3000萬年裡發生逆轉的準確日期。這是陸地生命進化的關鍵時期,因為那是泛大陸分裂的時候,也是恐龍和哺乳動物首次出現的時候。

這種分裂導致了大西洋的形成和大陸漂移,同時在影響恐龍的時期結束時發生了大規模滅絕事件。有了這些新的證據,地質學家、古生物學家和地球科學家將能夠制定出非常精確的時間線,並準確地對這一時期的化石證據進行分類。

這項研究,以及建立精確的地質和氣候年表的能力,可以追溯到2億年前,肯定會產生巨大的影響。不僅氣候研究將從中受益,而且我們對生命,甚至我們的太陽系如何進化的理解也將從中受益。由此產生的結果可能包括更好地理解生命是如何在其他恆星系統中出現的。

畢竟,如果我們對太陽系外生命的探索可以歸結為我們對地球上生命的了解,那麼更多地了解地球上的生命是如何進化的,就能更好地找到地外的生命。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.universetoday-星火夜行

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權,並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 金星和木星正在扭曲地球的軌道,每隔40.5萬年影響地球氣候
    行星間相互作用會慢慢地改變地球的軌道。地球軌道改變了形狀,它從幾乎是圓形到大約5%的橢圓。這個過程是由於地球、金星和木星之間的引力作用造成的。現在,研究人員已經挖出了一些古代巖石,這些巖石顯示了這個周期的存在可追溯到三疊紀晚期,即2.15億年前。
  • 木星和金星扭曲地球軌道 每40.5萬年重複一次
    通過對遠古巖石進行研究,科學家證實了一個長期存在的假設,即地球軌道被木星和金星的引力拖拽扭曲,陷入一個每40.5萬年重複一次的歷史性循環。羅格斯大學的地磁學家丹尼斯·肯特表示:「這是一項令人吃驚的發現,因為這個漫長周期是根據年代至少可追溯到2.15億年前的巖芯得到證實。此前,科學家根據5000萬年前的行星移動預測這個周期。
  • 地球軌道和氣候40.5萬年變一次,竟是金星和木星造成的
    經過數十年的研究,科學家們一直在試圖弄清楚為什麼地球軌道每過40萬年會受到金星和木星的影響。於是,一個地球科學家團隊發現了這種變化的明確證據——沉積物和巖芯樣本,才提供了一份關於變化發生的方式和時間的記錄。
  • 金星和木星正扭曲地球軌道,未來地球氣溫許會發生改變,你知道嗎
    文/隨風飄散金星和木星正扭曲地球軌道,未來地球氣溫許會發生改變,你知道嗎相信很多人都應該知道在很多地方一年都是分四個季節的,他們分別是春天,夏天,秋天和冬天,這四個季節各有各的美景但是據科學家說地球在未來或者是一年會出現都是春天的情況,這是怎麼回事呢?其實這是因為科學家通過對遠古巖石的研究,他們發現地球的軌道被木星和金星的引力拖拽扭曲,即將陷入一個每40.5萬年一次的歷史循環中,這將會對地球的溫度帶來巨大的變化,因為科學家在模擬地球過去的溫度時,他們有了一個非常大的發現。
  • 地球軌道存在40.5萬年周期變化
    40.5萬年周期循環假設的首個物理證據,研究表明,這一周期循環在地球氣候變化過程中扮演著重要角色。 科學家們認為,受金星、木星重力以及太陽系中其他物體相互作用的影響,地球公轉軌道會以40.5萬年為周期,在近乎完美的正圓形到偏心率大約0.05的橢圓形間循環往復。這一假設是基於天體力學原理計算得出來的,此前科學家們並沒有找到相關的物理證據。
  • 地球有沒有生命 金星/木星說了算?
    這些質量巨大的行星的引力讓地球保持著接近正圓的穩定軌道,從而使其可以從太陽那裡獲得穩定持續的光照,這是生命繁榮昌盛的基礎。如果將土星的軌道朝著太陽方向挪動大約10%,由此產生的引力平衡變化將讓地球的軌道發生數千萬英裡尺度上的改變。
  • 通過古巖石分析,地球軌道存在40.5萬年周期變化
    地球軌道周期變化 圖片來自網絡 科技日報華盛頓5月7日電,美國研究人員5月7日在美國《國家科學院院刊》上發表報告稱,通過對古老巖石的分析,他們找到了地球公轉軌道40.5萬年周期循環假設的首個物理證據,研究表明,這一周期循環在地球氣候變化過程中扮演著重要角色。
  • 通過古巖石分析,地球軌道40.5萬年的周期循環變化被證實
    科技日報記者 劉海英美國研究人員7日在美國《國家科學院院刊》上發表報告稱,通過對古老巖石的分析,他們找到了地球公轉軌道40.5萬年周期循環假設的首個物理證據,研究表明,這一周期循環在地球氣候變化過程中扮演著重要角色。
  • 氣候變化竟是因為「鄰居」的影響,專家發現金星木星正讓地球變軌
    如今全球氣候變化的問題越來越受到人們的重視,畢竟全球氣候的變化不僅會影響到我們的日常生活,更是會對地球上的生態環境造成巨大的影響。長久以來人們都認為地球上的氣候變化是人類活動造成的,但是最近科學家們卻有了新的發現,或許真正的幕後黑手另有其人。
  • 金星:本有機會成為另外一個地球!可木星的到來,改變了這一切
    金星,本來有機會成為另一個地球的!可由於木星的存在與幹擾,它活生生被逼成今天這副鬼樣子……悶熱、荒涼、只有著酸性的雲和沙漠的巖石。可據一項新的研究,如果沒有木星,金星極有可能會是另一個樣子!可質量足足是太陽系其他行星總和2.5倍的木星的存在,改變了這一切。最近,一群科學家們,利用計算機模型追蹤太陽系各大行星曾經的位置,卻意外發現:大約10億年前,那時候的木星曾遠離太陽,可隨著它越來越靠近太陽時,它強大的引力場的幹擾下,也慢慢將金星推入今天的圓形軌道。
  • 金星:本有機會成為另外一個地球!可木星的到來,改變了這一切!
    金星,本來有機會成為另一個地球的!可由於木星的存在與幹擾,它活生生被逼成今天這副鬼樣子……悶熱、荒涼、只有著酸性的雲和沙漠的巖石。可據一項新的研究,如果沒有木星,金星極有可能會是另一個樣子!
  • 金星,本來可以成為另一個地球!只因為木星,讓這一切都改變了
    緊挨著地球,太陽系中另一顆行星,其實有機會更宜居、溫度更適宜的。可質量足足是太陽系其他行星總和2.5倍的木星的存在,改變了這一切。因為突然殺入太陽更近距離的木星,他成功幹擾了金星原有的運行軌跡。原本金星如若其他行星一樣都是順著橢圓形的軌道環繞太陽旋轉,也如同地球一樣,與太陽的距離是隨著年份的變化而有所變化。可木星突然到來,改寫這一切,讓金星從橢圓軌道幾乎「完美」的圓形。
  • 英文早點 | 2018年11月26日:木星和金星擠壓地球繞日軌道
    木星和金星擠壓地球繞日軌道「First say to yourself what you would be, and then
  • 金星曾是地球「雙胞胎」今卻成死亡星球,科學家:疑是木星害的
    研究指出金星可能曾是一顆類似地球的宜居行星。(網絡圖片) 探索外星生命一直是天文學的重要項目之一,一項新研究指出,地球的鄰居「金星」在數十億年前有著跟地球類似的環境,甚至可以說是地球的「雙胞胎」,後來卻在木星的影響下改變了軌道運行,自此轉變為與地球天差地遠的不毛之地。
  • 是誰殺死了「金星生物」?最新研究表明:木星是幕後黑手
    作為八大行星之首,木星的質量是其他所有行星質量之和的2.5倍,它所產生的引力在很大程度上影響了太陽系的運行。研究表明,木星甚至可以憑藉自己的引力,將太陽系的質心拉出太陽內部約70萬公裡之遠。這樣的引力,自然也可以對其他行星的運行「指手畫腳」。此前,我們也發文介紹過,木星本身的位置也發生過巨大的變化。太陽系八大行星今天看似穩定的運行規律,不是一開始就形成了的,而是許多億年時間裡這些天體不斷磨合、協調才達成的「協議」。在此之前,所有的行星都經歷過靠近和遠離太陽的過程,而木星的軌道遷移則尤其值得注意,它所產生的影響尤其明顯。
  • 嫦娥5號的軌道器將先飛向金星,再去木星!
    嫦5的成功月球取樣堪稱完美,而和返回器一起從月球軌道返回地球附近的軌道器並沒有進入地球大氣層燒毀。進入大氣層打水漂返回的其實只有返回器。軌道器本身還在一個狹長的環繞地球的軌道上繞轉,其近地點距離地面只有幾百公裡,但是速度極快,接近第二宇宙速度,也就是每秒差不多能飛行11公裡。其遠地點距離地球30萬公裡以上,仍然靠近地月引力平衡點。
  • 最新研究發現:金星不適合居住可能和木星有關
    研究人員稱,金星曾經是一顆與地球相差不大的行星,如果木星沒有改變其繞太陽的軌道,它也許能夠支持生命在《行星科學》雜誌上發表的一項研究發現,由於木星——太陽系中最大的行星——在早期形成中離太陽越來越近,然後遠離太陽,這顆行星巨大的引力有效地摧毀了金星上類似地球的環境。
  • 天文圖片精選:金星和木星在地平線上閃耀
    地平線上的金星和木星 地平線上那兩個明亮的物體是什麼?金星和木星。就在兩天前,夜空中這兩顆最亮的太陽系行星相距非常之近。在真實的太空中中,它們之間的距離和往常一樣遠,畫面中右邊的木星圍繞太陽運行的距離是金星的7倍。這對行星是兩天前在西班牙卡泰羅尼亞的拉勒斯拍攝的。
  • 科學家證實:地球的軌道確實存在周期性的變化
    科學家們最近證實了一個歷史悠久的假說,即地球的軌道同時受木星和被工業自動化打擊的手工業者金星的引力作用,在史詩般的循環中扭曲往復,循環周期40.5萬年。「這是一個驚人的結果,因為之前可以確認,在5000萬年以前,就已經存在這個漫長的周期了;如今我們又向上追溯到至少2.15億年前,地球軌道在那時起就已經進入到這個周期節奏了。」
  • 最年輕的行星僅不到100萬年!
    而地球已經有大約45億歲了。此恆星與我們地球之間的距離約為420光年。文學家從環繞恆星的塵埃盤上的一個巨大洞中推斷出這顆行星的存在。這個洞的大小是地球繞太陽公轉軌道的10倍,初步估計可能是由於行星在繞太陽公轉時在塵埃中清理了一個空間造成的。