Lidstvo má za sebou téměř čtyři miliony let a během této doby jsme dosáhli pochopení pohybu tektonických desek, naučili se předpovídat počasí a ovládli vesmír. Ale naše planeta je stále plná mnoha tajemství a záhad. Jedním z nich, který je spojován s globálním oteplováním a teorií katastrof, je precese planetární osy.
Historické pozadí
Pohyb rovnodenností na pozadí hvězd si všiml ve 3. století před naším letopočtem Aristarchos ze Samosu. Ale první, kdo popsal nárůst délky hvězd a rozdíly mezi hvězdným a skutečným rokem, byl starověký řecký astronom Hipparchos ve 2. století před naším letopočtem. A to přesto, že se v té době věřilo, že všechny hvězdy jsou upevněny na pevné kouli a pohyb oblohy je pohybem této koule kolem vlastní osy. Následovala díla Ptolemaia, Theona Alexandrijského, Sabita ibn Kurra, Mikuláše Koperníka, Tycha Brahe a mnoha dalších. Důvod precese zemské osy vysvětlil a popsal Isaac Newton ve svých „Principech“(1686). A precesní vzorecukázal americký astronom Simon Newcomb (1896). Je to jeho vzorec, rafinovaný v roce 1976 Mezinárodní astronomickou unií, který popisuje rychlost precese v závislosti na časové referenci.
Fyzika jevu
V elementární fyzice je precese změna momentu hybnosti tělesa, když se změní jeho směr pohybu v prostoru. Tento proces je pozorován na příkladu topu a jeho zpomalení. Zpočátku vertikální osa vrcholu, když se zpomalí, začne popisovat kužel - to je precese vrcholové osy. Hlavní fyzikální vlastnost precese je bez setrvačnosti. To znamená, že když síla způsobující precesi ustane, tělo zaujme stacionární polohu. Ve vztahu k nebeským tělesům je takovou silou gravitace. A protože působí neustále, pohyb i precese planet se nikdy nezastaví.
Pohyb naší stacionární planety
Každý ví, že planeta Země obíhá kolem Slunce, otáčí se podél své osy a mění směr této osy. Ale to není vše. Astronomie rozlišuje třináct druhů pohybu našeho domu. Pojďme si je stručně vyjmenovat:
- Otáčení kolem vlastní osy (změna dne a noci).
- Otáčení kolem Slunce (změna ročních období).
- „Kráčet vpřed“neboli vést k rovnodennostem je precese.
- Kmitání zemské osy – nutace.
- Změna zemské osy na rovinu její oběžné dráhy (sklon ekliptiky).
- Změna elipsy zemské oběžné dráhy (excentricita).
- Změny perihélia (vzdálenost odnejvzdálenější bod oběžné dráhy od Slunce).
- Paralaktické nerovnosti Slunce (měsíční změny vzdálenosti mezi naší planetou a hvězdou).
- V době přehlídky planet (planety se nacházejí na jedné straně Slunce) přesahuje těžiště naší soustavy hranice sluneční koule.
- Odchylky Země (poruchy a poruchy) pod vlivem přitažlivosti jiných planet.
- Progresivní pohyb celé sluneční soustavy směrem k Veze.
- Pohyb systému kolem jádra Mléčné dráhy.
- Pohyb galaxie Mléčná dráha kolem středu kupy podobných galaxií.
Je to všechno složité, ale matematicky dokázáno. Zaměříme se na třetí pohyb naší planety – precesi.
Je to top?
Dříve jsme si mysleli, že osa rotace planety kolem své osy se nemění a její severní konec směřuje k bodu polární hvězdy. Jenže ono to tak úplně není. Osa planety popisuje kužel, stejně jako vršek dětské hračky nebo kolovrátek, což je způsobeno přitažlivostí našeho satelitu a našeho svítidla. V důsledku toho se póly planety pomalu pohybují vzhledem ke hvězdám s poloměrem oblouku 23 stupňů a 26 minut.
Jak to vidět?
Sklon zemské osy je způsoben interakcemi v gravitačním systému Slunce-Země a Měsíc-ostatní planety. Gravitační síly jsou tak velké, že nutí osu planety k precesu - pomalému kývání ve směru hodinových ručiček v opačném směru rotace planety. Vidět fenomén lunisolární precese v akci je docela snadnépodívej se na kolovrátek. Pokud vychýlíte jeho rukojeť od svislice, začne popisovat kružnici v opačném směru otáčení. Pokud si představíme, že osa planety je pero a planeta samotná je vrchol, pak to bude, byť hrubý, příklad precese zemské osy. Naše planeta projde polovinou precesního cyklu za 25776 let.
Účinky precesí Slunce a komplexu Země-Měsíc
Pomalý pohyb jarní rovnodennosti (průsečík nebeského rovníku a ekliptiky), vyvolaný precesi, vede ke dvěma důsledkům:
- Úprava nebeských souřadnic.
- Změny pobytu Slunce v souhvězdí zvěrokruhu.
Změny jarní rovnodennosti vedly ke vzniku mezinárodní dohody o souřadnicích nebeských těles s povinnou fixací k určitému datu. V důsledku precese zemské osy ve starověku se tento bod skutečně nacházel v souhvězdí Berana a dnes se nachází v souhvězdí Ryb. Analogicky neexistuje žádná shoda mezi astrologickými znameními souhvězdí zvěrokruhu. Například znamení Ryb naznačuje, že v období od 21. února do 21. března se svítidlo nachází v souhvězdí Ryb. Tak tomu bylo v dávných dobách. Ale dnes, kvůli precesi oběžné dráhy Země během tohoto časového období, je Slunce v souhvězdí Vodnáře.
Věčné jaro nebude
Precese je precese rovnodenností, což znamená posun bodů podzimní a jarní rovnodennosti. Jinými slovy, jaro na planetě s každýmo rok dříve (o 20 minut a 24 sekund) a podzim později. S kalendářem to nemá nic společného – náš gregoriánský kalendář zohledňuje délku tropického roku (od rovnodennosti do rovnodennosti). Proto je ve skutečnosti efekt precese již zahrnut v našem kalendáři. Tento posun je periodický a jeho období, jak již bylo zmíněno dříve, je 25776 let.
Kdy začne další doba ledová?
Změna směru zemské osy každých asi 26 tisíc let (precese) je změnou jejího severního směru. Dnes bod severního pólu ukazuje na Polárku, za 13 tisíc let bude ukazovat na Vegu. A za 50 tisíc let planeta projde dvěma cykly precese a vrátí se do současného stavu. Když se planeta nachází „napřímo“– množství přijaté sluneční energie je minimální a začíná doba ledová – je většina pevniny pokryta ledem a sněhem. Historie planety ukazuje, že doba ledová trvá asi 100 tisíc let a meziledová - 10 tisíc. Dnes zažíváme takový meziledový čas, ale za 50 tisíc let ledová kůra pokryje planetu až k hranicím pod New Yorkem.
Nemůže za to jen precese
Podle National Aerospace Agency NASA se geografický severní pól planety od roku 2000 začal aktivně přesouvat na východ. Za 115 let studia klimatu na planetě se odchýlil o 12 metrů. Do roku 2000 se pól pohyboval směrem ke Kanadě rychlostí několika centimetrů za rok. Po tomto datu ale změnil směr i rychlost. Dnes je v rychlostiaž 17 centimetrů za rok se pohybuje směrem k Británii. Důvody tohoto jevu jsou tání grónských ledovců, nárůst masy ledu na východě Antarktidy, sucha v Kaspické a Hindustanské pánvi. A za těmito jevy stojí antropogenní faktor dopadu na Zemi.
Proč nejsou zimy stejné?
Kromě toho, že naše planeta precesuje, během tohoto procesu také osciluje. To je nutace – rychlá vzhledem k precesnímu období „kroucení pólů“. Je to ona, kdo mění počasí – někdy je zima chladnější, pak léto sušší a teplejší. V letech zvláště silné nutace se očekávají horší povětrnostní podmínky.
