با انواع حرکات زمین آشنا شوید!
خیلی از تغییراتی که در طبیعت می‌بینیم، به خاطر حرکت‌های منظم و گوناگون کرهٔ زمین است. پدیده‌هایی مثل شب و روز، کوتاه و بلند شدن آن‌ها، تغییر فصل‌ها و موارد دیگر، همگی در اثر حرکت زمین به وجود می‌آیند. اگر این حرکت‌ها متوقف شوند، زندگی روی زمین با خطر جدی روبه‌رو خواهد شد. در ادامه، با انواع حرکت‌های زمین آشنا می‌شویم. با ما همراه باشید.
حرکت چرخشی یا وضعی زمین
اگر زمین ثابت بود و هیچ حرکتی نداشت، همیشه یک طرف آن تاریک و طرف دیگرش روشن می‌ماند. اما زمین مانند دیگر اجرام آسمانی، به دور خود می‌چرخد. به این چرخش، حرکت وضعی زمین گفته می‌شود.
زمین در مدت ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴ ثانیه یک بار به دور محور خود می‌چرخد و این چرخش در جهت مخالف حرکت عقربه‌های ساعت است. به این مدت زمان، یک شبانه‌روز نجومی می‌گویند. به همین دلیل، در طول ۲۴ ساعت، هر نقطه از زمین یک بار روز و یک بار شب را تجربه می‌کند.
چرخش زمین از سمت غرب به شرق است، اما ما این حرکت را به گونه‌ای می‌بینیم که گویی ستاره‌ها و اجرام آسمانی از شرق به غرب در آسمان در حال چرخش هستند.
پدید آمدن روز و شب، ثابت بودن جهت محور زمین، ایجاد نیروی گریز از مرکز در سطح زمین (که در استوا بیشترین و در قطب‌ها صفر است)، یخبندان قطب‌ها و بسیاری پدیده‌های دیگر، همگی نتیجه چرخش زمین به دور خود هستند.
علت حرکت وضعی زمین
آیا قانون اول نیوتن را به خاطر دارید؟ این قانون بیان می‌کند که هر شیئی تمایل دارد حالت حرکت خود را حفظ کند، مگر اینکه نیرویی از بیرون بر آن اثر بگذارد. زمین نیز به چرخش خود ادامه می‌دهد، زیرا از زمانی که شکل گرفته، در حال گردش بوده است.
پیش از به وجود آمدن سیارات در منظومه شمسی، ابری چرخان از گاز و ذرات ریز غبار وجود داشت که خورشید در مرکز آن قرار داشت. به تدریج، این ذرات کوچک به هم برخورد کردند و طی فرآیندی به نام “برافزایش”، به یکدیگر چسبیدند و توده‌های بزرگ‌تر و در نهایت سیارات را تشکیل دادند.
اما فراموش نکنید که این صفحه گاز و غبار — که به آن قرص برافزایشی می‌گویند — از همان ابتدا در حال چرخش بود. وقتی اجزای تشکیل‌دهنده زمین شروع به جمع شدن و چسبیدن به هم کردند، این حرکت چرخشی حفظ شد و باعث شد سیاره‌ی تازه متولد شده، با سرعت بیشتری به دور خود بچرخد؛ مشابه زمانی که اسکیت‌باز با جمع کردن دست‌هایش به سرعت چرخش خود می‌افزاید. در نهایت، زمانی که زمین شکل کامل گرفت، تمامی انرژی چرخشی لازم را به دست آورده بود و این چرخش تا امروز نیز ادامه یافته است.
سرعت حرکت زمین به دور خود
کره زمین با سرعت بسیار زیادی در حال چرخش به دور خودش است. این سرعت در خط استوا به حدود ۴۰٬۰۰۰ کیلومتر در روز می‌رسد. اگر بخواهیم این سرعت را به صورت ساعتی حساب کنیم، عدد شگفت‌انگیز ۱۶۷۰ کیلومتر بر ساعت (یا تقریباً ۱۰۴۰ مایل بر ساعت) به دست می‌آید. این یعنی زمین در هر ثانیه، نیم کیلومتر جابه‌جا می‌شود.
این رقم از کجا محاسبه شده؟ اگر اندازه دور زمین در استوا را که حدود ۴۰٬۰۷۰ کیلومتر است، بر ۲۴ ساعت تقسیم کنیم، این سرعت به دست می‌آید.
اما یک نکته جالب دیگر هم وجود دارد: این سرعت در همه جای زمین یکسان نیست. هر چه از استوا به سمت قطب‌های شمال یا جنوب حرکت کنیم، از این سرعت کاسته می‌شود. در نزدیکی خود قطب‌ها، سرعت چرخش زمین تقریباً به صفر می‌رسد.
تاریخچه اعتقاد به چرخش زمین
در تاریخ نشانه‌هایی وجود دارد که ثابت می‌کند ابوسعید سجزی باور داشته زمین به دور خود می‌چرخد. ابوریحان بیرونی در کتاب خود با عنوان “استیعاب الوجوه الممکنة فی صنعة الاسطرلاب” می‌نویسد: “من از ابوسعید سجزی، یک اسطرلاب از نوع واحد و بسط دیدم که قسمت شمالی و جنوبی نداشت. او این ابزار را اسطرلاب زورقی نام گذاشته بود. من به خاطر ساختن چنین اسطرلابی از او قدردانی کردم، زیرا طراحی آن بر پایه‌ای درست و مستقل استوار است و بر باور کسانی بنا شده که زمین را متحرک می‌دانند و حرکت روزانه را به زمین نسبت می‌دهند، نه به آسمان.”
حرکت انتقالی زمین
زمین در مسیری به دور خورشید می‌گردد که به آن مدار زمین می‌گویند. این مسیر کاملاً گرد نیست و خورشید در مرکز آن قرار ندارد. حرکت زمین بر خلاف جهت عقربه‌های ساعت است، اما ما این حرکت را مستقیماً نمی‌بینیم. در عوض، به نظر می‌رسد خورشید است که در طول سال یک بار دور زمین می‌چرخد. به این مسیر ظاهری خورشید، دائرةالبروج گفته می‌شود.
در اطراف دائرةالبروج، نواری به پهنای ۱۶ درجه وجود دارد که منطقةالبروج نام دارد. در این نوار، دوازده صورت فلکی قرار گرفته‌اند و خورشید در حرکت سالیانه‌اش از میان آن‌ها عبور می‌کند.
میانگین فاصله زمین تا خورشید حدود ۱۴۹٫۶ میلیون کیلومتر است و زمین هر ۳۶۵٫۲۵۶ روز یک بار این مدار را کامل می‌پیماید. این مدت، یک سال نجومی نامیده می‌شود. در این سفر، زمین تقریباً ۹۴۰ میلیون کیلومتر راه را طی می‌کند.
مدار زمین کاملاً دایره‌ای نیست و اندکی کشیدگی دارد. به دلیل حرکت زمین به دور خورشید، به نظر می‌رسد خورشید هر روز حدود یک درجه نسبت به ستاره‌های دیگر جابه‌جا می‌شود – تقریباً به اندازه قطر خورشید یا ماه در هر ۱۲ ساعت – و این حرکت از دید ناظر زمینی به سمت شرق است.
آثار حرکت انتقالی
یکی از پیامدهای چرخش زمین به دور خورشید، پدید آمدن سال خورشیدی است که ۳۶۵ روز و ۶ ساعت طول می‌کشد. در ایران، مسئولان تنظیم تقویم، هر سال را برابر با ۳۶۵ روز کامل در نظر می‌گیرند که این مقدار، ۶ ساعت کمتر از سال خورشیدی واقعی است. به همین دلیل، به این سال ۳۶۵ روزه، سال معمولی یا رسمی گفته می‌شود.
برای جبران این ۶ ساعت کم‌آورده‌شده، هر چهار سال یک‌بار، یک روز کامل به سال رسمی اضافه می‌شود (چون ۲۴ ساعت از جمع آن ۶ ساعت‌ها در چهار سال به دست می‌آید). این کار به این شکل انجام می‌شود که در پایان سال چهارم، یک روز به آخر ماه اسفند اضافه می‌کنند و در نتیجه، اسفند در آن سال مانند ماه‌های نیمه دوم سال، ۳۰ روزه خواهد شد. به این سال ۳۶۶ روزه، سال کبیسه گفته می‌شود که هر چهار سال یک بار تکرار می‌گردد.
حرکت انتقالی زمین و پیدایش فصول
تغییر فصل‌ها در اثر حرکت زمین به دور خورشید و کجی محور زمین نسبت به مسیر گردش آن به وجود می‌آید. در طول این مسیر بیضی‌شکل، چهار موقعیت مهم وجود دارد که پدیده‌های مربوط به حرکت زمین به دور خورشید در این چهار نقطه رخ می‌دهد.
یکی از این نقاط، اعتدال بهاری است. در این زمان، زمین در وضعیتی قرار دارد که پرتوهای خورشید به صورت عمود بر خط استوا می‌تابند. در این حالت، میزان نور خورشید در هر دو نیمکره شمالی و جنوبی یکسان است و طول روز و شب نیز در تمام کره زمین برابر می‌شود. همچنین، دایره نور خورشید دقیقاً از قطب‌های شمال و جنوب می‌گذرد. این نقطه از مدار زمین که با آغاز فروردین ماه در تقویم خورشیدی همزمان است، اعتدال بهاری نام دارد.
پس از این زمان، ساکنان نیمکره شمالی احساس می‌کنند که خورشید به آن‌ها نزدیک‌تر شده است. در نتیجه، نور و گرمای خورشید در نیمکره شمالی بیشتر و در نیمکره جنوبی کمتر می‌شود. این روند به مدت سه ماه ادامه پیدا می‌کند تا اینکه زمین به نقطه دیگری به نام انقلاب تابستانی می‌رسد.
در این موقعیت، پرتوهای خورشید به صورت عمود بر مدار رأس‌السرطان می‌تابد. این زمان، آغاز تابستان در نیمکره شمالی و زمستان در نیمکره جنوبی است. در این حالت، دایره روشنایی زمین، تمام مناطق نزدیک قطب شمال را در بر می‌گیرد، اما قطب جنوب در تاریکی کامل قرار دارد.
در نیمکره شمالی، روزها بسیار طولانی‌تر است، در حالی که در نیمکره جنوبی روزها کوتاه، هوا سرد و زمستان به طور کامل حاکم است. زمین در اول تیرماه به این موقعیت می‌رسد که به آن «انقلاب تابستانی» می‌گویند.
حرکت زمین از این نقطه تا نقطه مهم بعدی، حدود سه ماه طول می‌کشد. در نقطه بعدی که زمین در اول مهرماه به آن می‌رسد، خورشید دوباره به صورت عمود بر خط استوا می‌تابد. در این حالت، شرایطی مشابه اعتدال بهاری به وجود می‌آید و دایره روشنایی از هر دو قطب زمین عبور می‌کند. در نتیجه، طول روز و شب در همه جای زمین برابر می‌شود. این نقطه را «اعتدال پاییزی» می‌نامند.
از ابتدای مهرماه، تابش خورشید به تدریج به سمت نیمکره جنوبی متمایل می‌شود. با گذشت زمان، روزهای زمستان در نیمکره شمالی و روزهای تابستان در نیمکره جنوبی نزدیک می‌شود تا اینکه زمین به چهارمین نقطه مهم خود می‌رسد. در این حالت، پرتوهای خورشید به صورت عمود بر مدار رأس‌الجدی می‌تابد که همزمان با تابستان نیمکره جنوبی است.
در این موقعیت، دایره روشنایی تمام مناطق نزدیک قطب جنوب را شامل می‌شود؛ به طوری که در قطب جنوب ۲۴ ساعت روز و در قطب شمال ۲۴ ساعت شب است. در تابستان نیمکره جنوبی، روزهای نیمکره شمالی کوتاه می‌شود. وقتی زمین در این حالت قرار می‌گیرد، به آن «انقلاب زمستانی» می‌گویند.