真正极移
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真正极移(英语:True polar wander)是指一个固体的行星或卫星,因对其自转轴的旋转,导致北极和南极的地理位置发生“漂移”。若物体是完全刚性的(地球不是),它最稳定的旋转,是当它的最大惯性矩轴和自转轴对齐,而两个较小的惯性矩轴位于赤道平面内。如果星体不处于这种稳定状态,就会发生真正极移:一个行星或卫星在这情况下会以刚体型旋转,把最大惯性矩轴与自转轴重新合齐[1]。
有关地球的极移
[编辑]地球的质量分布不是球性对称的,地球具有三种不同的转动惯量。最大转动惯量的轴与旋转轴(穿过地理北极和南极的轴)是密齐的。另外两个轴在赤道附近。这类似于一块砖,围绕其最短尺寸的轴旋转(当砖平放时为垂直轴)。但是,如果在赤道附近的两个轴之一的转动惯量,变得几乎等于极轴的转动惯量,则对物体(地球)方向的约束就会放松[2]。 这种情况就像橄榄球或美式橄榄球围绕穿过其“赤道”的轴旋转(球的“赤道”并不对应于地球的赤道)。只有微小的扰动就可以移动足球,然后足球会围绕另一个通过同一“赤道” 轴旋转。同样,一些因素也可以使地球(地壳和地幔)缓慢重新定向,一直到转轴的新地理点移动到北极,并保持低惯性矩的轴在赤道附近[3]。 这种重新定向会改变地球上大多数点的纬度,其程度根据它们与赤道附近的不移动轴距离[4]。
与其他现象的区别和界限
[编辑]极移与进动不同,进动是旋转轴的移动,换句话说,北极指向另一颗恒星。小规模的进动称为章动。进动是由月球和太阳的引力引起的,并且一直发生,速度将比极移快得多,但它不会导致纬度的变化[5]。
真正的极移必须与大陆漂移区分开来,大陆漂移是由于地幔中的环流使地壳板块向不同方向的移动。
真正的极移必须与地磁反转区分开来,地磁反转已被证实为地球磁场南北磁极倒置[6]。
分离极移和板块构造
[编辑]古地磁学用岩石中测出的古纬度来重建构造板块,而极移和板块构造都能影响古纬度。为了重建板块构造历史,地质学家必须分离这两种因素。因为真正的极移是一种全球现象,而构造运动是每个板块局部的活动。所以在不同地点但同年代的多次取样,就能区分板块构造运动和真正的极移信号[7]。
实列
[编辑]在地球的历史中,已经发生过数次真正的极移案例。[8][9]有人认为,在大约 174 到 1.57 亿年前,由于真正的极地漂移,使东亚向南移动了 25°[10]。火星[11]、欧罗巴和土卫二也被认为经历了真正的极移[12]。天王星相对于黄道的极端倾斜并不是真正的极移(星体相对于其旋转轴的移动),而是旋转轴本身的大移动。这种轴转移动被认为由于是数十亿年前发生的一系列星体碰撞[13]。
参考文献
[编辑]- ^ Philip, Kearey; Klepeis, Keith A.; Vine, Frederick J. (2009). Global tectonics (3rd ed.). Oxford: Wiley-Blackwell. ISBN 9781405107778.。"True polar wander and supercontinents". Tectonophysics. 362 (1–4): 303–320. Bibcode:2003Tectp.362..303E. doi:10.1016/S0040-1951(02)000642-X. ISSN 0040-1951.
- ^ Evans, David A. (1998-04-15). "True polar wander, a supercontinental legacy". Earth and Planetary Science Letters. 157 (1–2): 1–8. Bibcode:1998E&PSL.157....1E. doi:10.1016/S0012-821X(98)00031-4. ISSN 0012-821X.
- ^ Vaes, B., Gallo, L. C., & van Hinsbergen, D. J. J. (2022). On pole position: Causes of dispersion of the paleomagnetic poles behind apparent polar wander paths. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 127, e2022JB023953. https://doi.org/10.1029/2022JB023953
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- ^ Mitchell, Bernhard; Torsvik, Trond H. (2021). "A Late Cretaceous true polar wander oscillation". Nature Communications. 12 (1): 3629. Bibcode:2021NatCo..12.3629M. doi:10.1038/s41467-021-23803-8. PMC 8206135. PMID 34131126.
- ^ Zhiyu Yi; et al. (Oct 2019). "A true polar wander trigger for the Great Jurassic East Asian Aridification". Geology. 47 (12): 1112–1116. Bibcode:2019Geo....47.1112Y. doi:10.1130/G46641.1. S2CID 210309183.
- ^ Schultz, Peter H.; Anne B. Lutz (1988). "Polar wandering of Mars". Icarus. 73 (1): 91–141. Bibcode:1988Icar...73...91S. doi:10.1016/0019-1035(88)90087-5. ISSN 0019-1035
- ^ Ron Cowen (June 7, 2008). "A Shifty Moon". Science News. 173 (18). Archived from the original on March 23, 2012. Retrieved May 29, 2008.
- ^ Kate Taylor (October 11, 2011). "Tipped Over By Several Collisions". TG Daily. Archived from the original on January 26, 2012. Retrieved February 29, 2012.