地球為什么“歪著轉”

陳靚

我們撥動地球儀時，會發現地球儀是斜著身子繞軸自轉的。實際上，地球確實是以傾斜姿勢運轉的。研究發現，地球傾斜的角度約為23°26′。無論是自轉還是公轉，地球都保持著這樣的傾斜角度運動。那么，地球在形成的時候就是傾斜的，還是后來因為某種原因而變得傾斜呢？地球傾斜又有什么影響呢？

認識地軸

我們把地球自轉所繞的軸稱為地軸，它是一個假想軸，現實中并不存在，但我們會依靠它來區分地球的地理位置等信息。地軸北端與地表的交點是北極，地軸南端與地表的交點是南極。地球始終不停地繞著這個假想軸運轉，故又稱地球自轉軸。這個軸與地球公轉軌道面不是垂直的，它們之間存在66°34’的夾角。對了，地軸在地球中的位置并不固定，而有微小的移動，造成“極移”現象。

地軸為什么會傾斜

關于地軸傾斜的原因，說法有很多，經典的解釋是：在約45 億年前，地球剛形成不久，遭遇了一顆巨大天體（被稱為“忒伊亞”）的撞擊，撞擊后的碎屑形成了月球，地球的自轉軸則被撞歪了。

在月球的引力作用下，地球的自轉軸十分穩定?？茖W研究分析，如果沒有月球的話，地球的自轉軸角度將會時不時地超過45 °。而事實上，數萬年來，地球的自轉軸變化范圍為22.1°～24.5°。這2°左右的變化，一方面和地球自身大氣海洋的潮汐作用、地幔的對流活動有關，另一方面也和日、月等其他天體的引力作用引發自轉軸的擺動有關。

在科學上，我們通常會用“黃赤交角”來體現地軸的傾斜。什么是“黃赤交角”？即黃道面和赤道面的夾角。赤道面，顧名思義，是指地理坐標系上赤道所在的平面，體現了地球的自轉。而黃道面是指地球繞太陽公轉的軌道平面。目前，地球的“黃赤交角”約為23°26’，它并非固定不變，會有微小的變化，可忽略不計。

地軸傾斜帶來了什么影響

1. 四季交替

由于地軸傾斜，地球公轉時受到太陽直射的緯度會在南北緯23°26’（南、北回歸線）之間變化，世界各地的太陽高度角不一樣，陽光就會發生直射和斜射的變化。當陽光直射時，太陽高度角大，受熱面積小，光熱相對集中，溫度高；反之，斜射時，溫度低。

這樣，南、北半球在一年中吸收的陽光熱量不同，出現周期性的變化。舉個例子，當北極傾向太陽時，北半球會獲得更多的光和熱；而當北極遠離太陽時，北半球天氣會變冷，夜晚也更漫長。而南半球剛好相反，因而形成了四季更迭。

四季的交替對地球上的生物生長是非常有利的，生物因此有了生長周期的變化。

2. 極晝極夜

除此以外，地軸傾斜還使得地球南北兩極產生了極晝、極夜的現象。所謂極晝，就是太陽總不下落，天空總是亮的；極夜，便與極晝相反，太陽總不出來，天空總是黑的。極晝和極夜是極圈內特有的自然現象，發生在北極圈（北緯66°34’）以北和南極圈（南緯66°34’）以南的地區。

假如地球不是這樣“歪著轉”會怎樣

在太陽系中，不同行星的自轉是千姿百態的?；鹦悄壳芭c地球相似，但缺少類似月球的穩定作用，它的自轉軸傾角在過去有數十度的變化。天王星的自轉軸傾角接近98°，常被稱為“躺著運動”。科學家研究認為，這也是它在數十億年前被一顆和地球大小相當的行星撞擊所致。目前，地球是沿著23°26’的傾斜軸平穩地運行著。如果地球沒有這樣“歪著轉”，你能想象我們的生活可能會是什么樣嗎？

1. 當地軸傾斜0°時

這時，地球自轉軸垂直于地球公轉平面，太陽將永遠直射赤道，那么越接近赤道的地區就越熱，一年中每個月都是高溫，除了晝夜之分，全年氣溫無變化；而離赤道遠的地區全年低溫，晝夜變化也會變得不明顯，有的地方全年處于傍晚，甚至全年黑夜。那么，我們所處的這個地球就只出現晝夜的不斷交替，四季變化將直接消失?？梢韵胂蟮氖?，地球上依賴季節變化而生長的植物將受到重創，我們的生存環境也不再適宜，情況可能還會更加糟糕！

2. 當地軸傾斜90°時

此時，地球沿著軌道運行，它的兩極將直接指向太陽，連續6 個月，地球其中一個半球將被黑暗籠罩，而另一個半球將被熾熱的陽光不間斷照射，處于冰火兩重天的狀態。這樣一來，地球上的一天將和原先的一年一樣漫長了。赤道的年平均日照量是最少的，兩極點的年平均日照量最多。這種逆轉的年平均氣溫會極大地改變地球上的氣候，天氣會變得非常惡劣，基本找不到一個四季適宜的居住區。