Rotace Země

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Animace zemské rotace okolo skutečné rotační osy.

Rotace Země je pohyb planety Země kolem její vlastní osy (pomyslná přímka spojující severníjižní zeměpisný pól). Země rotuje směrem k východu, z pohledu Polárky jde o pohyb proti směru hodinových ručiček. Jedna otočka trvá 23 hodin, 56 minut a 4,091 sekund (tj. 1 siderický den).

Charakteristiky zemské rotace[editovat | editovat zdroj]

Sklon osy rotace Země při jarní rovnodennosti

Z fyzikálního hlediska se Země chová jako obří setrvačník.

Osa rotace[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Zemská osa.

Země rotuje kolem zemské osy, která kromě zemských pólů v prodloužení protíná nebeské póly na pomyslné nebeské sféře. Sklon rotační osy od kolmice na ekliptiku, tedy sklon vůči ose, kolem které Země obíhá Slunce, je asi 23,5°. Díky působení různých vlivů se však sklon osy mění a tyto pohyby se nazývají precese zemské osy a nutace. Polohu zemské osy také mohou pozměnit silná zemětřesení, např. zemětřesení v Japonsku v roce 2011 ji vychýlilo asi o 16 cm.[1]

Změny rychlosti rotace[editovat | editovat zdroj]

Analýzou starých astronomických záznamů z dob 700 př. n. l. až 1600 n.l. doplněných o novější údaje se zjistilo, že za posledních 2700 let se snižovala rychlost zemské rotace o v průměru 0,0017 sekundy za století.[2] Jde o kombinaci vlivu výměny momentu hybnosti mezi Zemí a Měsícem (Země je zpomalována o 0,0023 s/století a Měsíc se vzdaluje o 3,8 cm za rok) s vlivem zvětšování zploštění Země v důsledku úbytku ledovců z vysokých zeměpisných šířek po poslední době ledové a přesunu táním vzniklé vody do oblasti rovníku (nárůst zploštění vede k zmenšení momentu hybnosti a tím pádem k zpomalení rotace, podobně jako když baletka v piruetě rozpažením zpomalí svoji rotaci a zastaví).

Současné hodnoty zpomalování zemské rotace nicméně nejde jednoduše promítnout do minulosti, neboť na rychlost rotace má vliv i v geologických dobách proměnlivé rozložení hmoty Země (např. v důsledku pohybu kontinentů) a jejího chemického složení a tím její viskozity a elastičnosti. V době před miliardou let byl podle různých modelů Měsíc 46-51 zemských poloměrů daleko (oproti dnešním 60) a délka dne činila 14-16 hodin. Před 500 miliony let se měsíc nacházel zhruba 56 zemských poloměrů daleko a délka dne vzrostla na necelých 20 hodin. V budoucnu se bude dál Měsíc od Země vzdalovat a tak zpomalovat zemskou rotaci, ale zpomalování bude pomalejší než bylo v minulosti, neboť slapové síly budou slabší a tak i přenos momentu hybnosti bude nižší. Za asi 500 milionů let bude vzdálenost Měsíce činit 62 zemských poloměrů a den se prodlouží na 26 hodin.[3]

Důsledky rotace[editovat | editovat zdroj]

Ze Země se hlavní část zdánlivého pohybu nebeských těles na obloze (kromě meteorů, které vznikají v zemské atmosféře) jeví jako pohyb směrem na západ o rychlosti 15°/h = 15'/min, tedy přibližně o sluneční průměr každé dvě minuty.

Fyzikální důsledky[editovat | editovat zdroj]

Rotace okolo vlastní osy vyvolává (zdánlivou) odstředivou sílu, jejímž působením vzniká vydutí na rovníku a v jeho důsledku zploštění na obou zemských pólech.[4] Vlivem odstředivé síly je na rovníku menší tíha než na pólech.

Vzhledem ke své hmotnosti má Země vlivem setrvačnosti velkou kinetickou energii resp. moment setrvačnosti, chová se jako veliký setrvačník. Na zemském povrchu se rotace projevuje jako (zdánlivá) Coriolisova síla, která má velký vliv zejména na globální proudění vzduchu v zemské atmosféře a dále i na pohyb vody ve světových oceánech resp. na mořské proudy.

Biosféra[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Cirkadiánní rytmus.

Střídání dne a noci (tedy dob, kdy část zemského povrchu je a není vystavena slunečnímu světlu), spolu s kolísáním teploty mezi dnem a nocí, mělo a má zásadní význam pro adaptaci téměř veškerého života na Zemi (s výjimkou organismů, které se slunečním světlem nepřicházejí do styku). Zelené rostliny ve dne mění své dýchání na příjem oxidu uhličitého; někteří živočichové se např. specializovali na lov v noci, třeba lepším viděním v noci.

Časová pásma[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také ve článku Časové pásmo.

Vlivem rotace Země kolem své osy se postupně přesunují oblast Sluncem osvětlená a oblast od Slunce odkloněná, což se na povrchu projevuje jako střídání dne a noci. Z tohoto důvodu vznikla mezinárodní dohoda, která rozdělila celý zemský povrch dle poledníků na 24 časových pásem po 15°. Pásmový (místní) čas, který je v každém pásmu stejný, se počítá dle hodnoty na středním poledníku daného pásma, tedy pro poledníky 0°, 15°, 30° atd. Tento místní čas bývá doplněn názvem pásmového času slovně nebo zkratkou (například SEČ) nebo uvedením posunu místního časového pásma vzhledem ke koordinovanému světovému času UTC. Posun je určen (většinou) celistvým počtem hodin a znaménkem buď plus nebo mínus třeba SEČ = UTC + 1 hod v zimním období.

Poznámka[editovat | editovat zdroj]

Rotace Země je složitý geofyzikální proces, který ovlivňuje celá řada dalších fyzikálních, geofyzikálních a astrofyzikálních jevů a procesů: například: slapové síly Slunce a Měsíce, změny ve zploštění na zemských pólech, pohyby magnetických pólů, procesy probíhající uvnitř zemského jádra a pláště, precesní pohyb Země a s ním spojená nutace zemské osy, pohyby kontinentů a tektonických desek apod.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Earth's rotation na anglické Wikipedii.

  1. http://www.latimes.com/news/nationworld/world/la-sci-japan-quake-science-20110313,0,5782113.story Los Angeles Times: Japan earthquake shifted Earth on its axis
  2. STEPHENSON, F. R.; MORRISON, L. V. Long-Term Fluctuations in the Earth's Rotation: 700 BC to AD 1990. Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1995-04-15, roč. 351, čís. 1695, s. 165–202. Dostupné online [cit. 2016-09-03]. ISSN 1364-503X. DOI:10.1098/rsta.1995.0028. (anglicky) 
  3. VONDRÁK, Jan. Změny v rotaci Země a vývoj dráhy Měsíce [online]. IAN, 2000-06-08 [cit. 2016-09-03]. Převzato ze zpravodaje Corona Pragensis. Dostupné online. 
  4. Encyklopédia Zeme. Bratislava, Obzor 1985. 720 s., str. 9

Související články[editovat | editovat zdroj]