Как изменилась орбита Земли за сотни миллионов или миллиарды лет?

Во-первых, я знаю, что моделирование орбитальной механики 8 планет сложно, но есть несколько теорий, например, считается, что Юпитер приближался к Солнцу, а затем начал удаляться. Статья

а Уран и Нептун могли поменяться местами Статья

Есть ли какие-нибудь веские доказательства того, как орбита Земли менялась с течением времени? Я помню, как читал некоторые геологические данные о том, что год был длиннее, подразумевая, что Земля раньше была дальше от Солнца, но с тех пор я не смог найти эту статью, и для целей этого вопроса давайте считать день как 24 часа, хотя сутки были немного короче сотни миллионов или миллиарды лет назад. - сноска, я до сих пор не смог найти эту статью, но мне пришло в голову, что она могла считать более короткие дни, а не более длинные годы - так что отнеситесь к этой части с недоверием.

Есть ли хорошие исследования о том, сколько 24-часовых дней было в году 100, 300, 500, 800 миллионов лет назад? или 1 или 2 миллиарда лет назад? Либо геологическое, либо орбитальное моделирование? Предпочтительно что-то, что может прочитать неспециалист, а не то, что написано докторами наук и для них?

Или любые хорошие резюме, также рекомендуется. Спасибо.

Я также нашел эту статью, но она кажется более теоретической, чем основанной на фактах. http://www.futurity.org/did-orbit-mishap-save-earth-from-freezing/

Комментарий для уточнения: я полагаю, что обычно цитируемое геологическое свидетельство состоит в том, что продолжительность дня увеличилась, т.е. замедление вращения Земли, вызванное приливными эффектами. (Это свидетельство основано на ежедневных отметках роста окаменелых кораллов — в девонском периоде было около 400 дней в году.) Так что эта конкретная часть не имеет отношения к изменениям орбиты Земли.

Ответы (3)

Что определяет орбитальный период Земли, так это ее орбитальный угловой момент и масса Солнца. Два события определенно изменили орбитальный период Земли (а) любое столкновение, образовавшее Луну, и (б) непрерывный процесс потери массы Солнцем. Третья возможность (с) заключается в том, что приливные моменты от Солнца увеличили угловой момент Земли.

Учитывая, что (а) вероятно, произошло где-то в первые десятки миллионов лет и, вероятно, не сильно изменило угловой момент Земли - это зависит от скорости, массы и направления ударника и количества массы, потерянной от Земли-Луны. система - буду игнорировать.

(б). Судя по наблюдениям за более молодыми солнечными аналогами, потеря массы от раннего Солнца была намного больше, чем умеренная скорость, с которой оно теряет массу сейчас благодаря солнечному ветру. Обзор Guedel (2007) предполагает скорость потери массы за последние 4,5 миллиарда лет, которая увеличивается по мере того, как т − 2.3 (со значительной неопределенностью по степенному индексу), где т это время с момента рождения, и предполагает начальную массу Солнца на 1-7% больше, чем сейчас.

Сохранение углового момента и третий закон Кеплера означает, что а ∝ М − 1 и п ∝ М − 2 . Поэтому период обращения Земли в прошлом был на 2-14% короче из-за потери солнечной массы, но в последние 2-3 миллиарда лет был близок к своему нынешнему значению.

Если временная зависимость закона мощности солнечного ветра очень крутая, то большая часть потери массы произошла раньше, но общая потеря массы была бы больше. С другой стороны, меньшая общая потеря массы подразумевает меньшую потерю массы и то, что Земля проводит больше времени на меньшей орбите.

(c) Приливный крутящий момент, создаваемый Солнцем на орбите Земля-Солнце, увеличивает расстояние между орбитами, поскольку период вращения Солнца короче периода обращения Земли. Приливная «выпуклость» Солнца, вызванная Землей, создает крутящий момент, который увеличивает орбитальный угловой момент, очень похожий на влияние Земли на Луну.

Количественно это определить сложно. Приливный крутящий момент на планете от Солнца равен

Т знак равно 3 2 к Е Вопрос г М ⊙ 2 р Е 5 а 6 ,
куда р Е радиус Земли и к Е / Вопрос есть отношение приливного числа Лява и Вопрос коэффициент приливной диссипации (см. Sasaki et al. (2012)) .

Эти конспекты лекций предлагают значения к Е / Вопрос ∼ 0,1 для Земли и, следовательно, приливный крутящий момент 4 × 10 16 Нм. Учитывая, что орбитальный момент импульса Земли равен ∼ 3 × 10 40 кгм 2 с − 1 , то шкала времени для изменения углового момента Земли (и, следовательно, а и п ) является > 10 16 лет, поэтому этот эффект незначителен .

Спасибо. Очень хороший подробный ответ. Я не видел этого до сегодняшнего дня.

Эксцентриситет орбиты Земли со временем меняется от почти круглой (низкий эксцентриситет 0,0034) до слегка эллиптической (высокий эксцентриситет 0,058). Земля проходит полный цикл примерно за 100 000 лет. Соответственно, в периоды высокого эксцентриситета радиационное воздействие на Землю может более сильно колебаться между периодами перигелия и афелия. Эти колебания также намного мягче во времена низкого эксцентриситета. В настоящее время эксцентриситет орбиты Земли составляет около 0,0167, что означает, что ее орбита ближе к максимально круглой.

После поздней тяжелой бомбардировки орбита Земли не могла сильно измениться. В конце концов, жизнь была здесь с тех пор. Большинство ученых считают, что ответом на парадокс слабого молодого солнца является более толстая атмосфера CO2, а не приближение Земли к ней. В более ранней истории Солнечной системы Землю, возможно, «присматривал» Юпитер, когда он мигрировал ближе.

Как изменилась орбита Земли за сотни миллионов или миллиарды лет?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v