地球有7種基本運(yùn)動王金甲wang.jinjia@163.com王穎慧摘要；地球構(gòu)造比較復(fù)雜，那么地球運(yùn)動也就狠復(fù)雜。所謂大自然的“鬼斧神工”其實(shí)是由地球的多種運(yùn)動的杰作。地心說時代，哥白尼發(fā)現(xiàn)了地球公、自轉(zhuǎn)運(yùn)動，結(jié)束了地心說歷史，開創(chuàng)了“地動說”的新時代。偉人毛澤東曾經(jīng)說過；要想知道梨子的滋味，就親口嘗一嘗。知識傳承固然重要，實(shí)踐也必不可少，相關(guān)的理論不能相互矛盾，如；春分點(diǎn)西移就與《鹖冠子·環(huán)流篇》云：斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬，相互矛盾。令人遺憾的是，錯誤的春分點(diǎn)西移卻能被當(dāng)代學(xué)界普遍接受。中國科學(xué)院院士丁林的青藏高原研究解決了地球磁場逆轉(zhuǎn)問題。對于書本上的東西不可不信，不可全信，關(guān)鍵自己要有頭腦。做學(xué)問，做研究不能只看書本，只聽別人或前人的結(jié)論，人云亦云，這樣一來容易以訛傳訛。我們就是通過實(shí)際天相觀測發(fā)現(xiàn)，古人總結(jié)的節(jié)氣點(diǎn)西移不正確。所謂的節(jié)氣點(diǎn)西移其實(shí)是在固體潮汐作用下地殼西移，導(dǎo)致固定在地殼之上的觀測儀器窺管西指而已。要取得地球科學(xué)顯著進(jìn)步，就需要跨學(xué)科進(jìn)行研究地球科學(xué)。根據(jù)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)與掌握的自然現(xiàn)象和天文學(xué)界公布的數(shù)據(jù)歸納總結(jié)，地球具有7種基本運(yùn)動。地球的公、自轉(zhuǎn)運(yùn)動我們都耳熟能詳，這里就不再贅述。下面我們只談地球公、自轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動之外的其它5種運(yùn)動。關(guān)鍵詞；地球構(gòu)造跨學(xué)科研究地球運(yùn)動天體引力固體潮汐實(shí)踐出真知假象與真相1，地球較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動地球是層圈構(gòu)造，主要由地殼、地幔、外核、內(nèi)核等組成，每層角速度不同，由內(nèi)向外越來越慢，地幔的角速度快于地殼。地殼是板塊構(gòu)造，不是整體一塊，高低緯度之間的板塊存在相對運(yùn)動。地球自轉(zhuǎn)赤道的線速度超音速，而地球的兩極點(diǎn)線速度為零。這不由得讓我們想起江河解凍，冰凌下泄的情景。冰凌好比地殼板塊，流水好比地幔。靜止的兩岸線速度為零，好比地球兩極。河道中間的冰凌下泄較快，而越接近兩岸的冰凌下泄越慢，甚至為零。較差自轉(zhuǎn)(differentialrotation)，又名差動自轉(zhuǎn)。是指一個天體在自轉(zhuǎn)時不同部位的角速度互不相同的現(xiàn)象。較差自轉(zhuǎn)在大多數(shù)非固體的天體中存在，比如星系、恒星、巨型氣體行星等等；太陽系內(nèi)則在太陽（見圖1）、木星和土星的表面出現(xiàn)。較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動是自然界普遍存在的規(guī)律，地球也不例外，地球的較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動只是極其緩慢而已。較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動以太陽為例；就是說在太陽不同的緯度，自轉(zhuǎn)的速率是不一樣的。在太陽赤道附近，太陽每25天轉(zhuǎn)一圈，可是在極區(qū)大概要37天轉(zhuǎn)一圈，這種情況叫做較差自轉(zhuǎn)。較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動是自轉(zhuǎn)天體普遍存在的現(xiàn)象，地球也不例外，只是地球較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動很緩慢，我們難以發(fā)現(xiàn)而已。但是我們有證據(jù)，證明地球較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動的存在。在武漢中國地質(zhì)大學(xué)校門口擺放了大小不等的5個“奇石”，奇石其實(shí)并不奇，它就是地球存在較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動的證據(jù)。固體潮汐的升降運(yùn)動加之地球較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動正好符合球磨機(jī)原理，是地球較差自轉(zhuǎn)結(jié)合固體潮汐三個方向的運(yùn)動，球磨成了奇石（見圖2）。桂林漓江發(fā)源地貓兒山距離漓江81km，大家想想，僅僅81km的距離漓江兩岸堆積厚厚的鵝卵石，水成說能成立嗎？水的作用是，將河道的泥沙沖走讓鵝卵石見了天日。地球較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動的存在，還有一條有力的證據(jù)就是北京中軸線偏移。早在上世紀(jì)50年代，北京規(guī)劃部門在測量中就發(fā)現(xiàn)了北京中軸線偏離子午線的事實(shí)。北京中軸線為什么偏離了子午線？難道元、明、清三代33位皇帝的寶座都坐歪了嗎？為測量地球而假設(shè)的沿地球表面連接南北兩極與赤道垂直的線叫子午線，是正南正北指向，也叫經(jīng)線。北京城市中軸線是否是正南正北的子午線呢？上世紀(jì)50年代，地安門橋下曾出土石鼠。在正陽門甕城內(nèi)，也有傳說在午門下面或在天橋下面出土石馬，子為鼠，午為馬，表明古人認(rèn)為北京中軸線就是通過北京的子午線。清康熙四十八年（1709年）清政府曾將北京中軸線確定為天文和地理意義的本初子午線，即零度地球經(jīng)線?？上М?dāng)時沒有知識產(chǎn)權(quán)概念，沒有申報國際認(rèn)定，沒有被國際社會采用。直至1884年國際會議決定以通過英國格林威治天文臺子午儀中心的經(jīng)線為本初子午線。北京中軸線偏離子午線2度13角分。幾百年過去了，直到近年卻有了驚人的發(fā)現(xiàn)。中國測繪科學(xué)院研究員夔中羽一直從事空中遙感及地圖測繪工作。2004年他要拍攝北京的全景鳥瞰圖。他先找來了北京航空影像圖，面對高清晰的圖像，他猛然發(fā)現(xiàn)北京的中軸線不是正南正北的。這讓他極為困惑，又找了北京衛(wèi)星影像圖，發(fā)現(xiàn)北京中軸線是偏離子午線的。他又查看了各種版本的北京地圖仍證實(shí)了這一點(diǎn)。作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁缰杏鹛匾庹业街袊貓D出版社。負(fù)責(zé)人告訴夔中羽，其實(shí)早在上世紀(jì)50年代，北京的規(guī)劃部門在測量中就發(fā)現(xiàn)了北京中軸線偏離子午線的事實(shí)。由于偏離得不太多，一般市民根本感覺不出來，這個事兒也沒有對外發(fā)布。后來夔中羽與測繪人員共同對北京中軸線進(jìn)行實(shí)地測繪。他們選擇了中軸線上的永定門、地安門與鐘樓三個點(diǎn)，經(jīng)過精確地測量和計算，發(fā)現(xiàn)北京中軸線偏離子午線逆時針2度13角分。根據(jù)這一計算，從起點(diǎn)永定門到終點(diǎn)鐘樓，已偏離300米。夔中羽特意在永定門城樓下向北的甬路上，做了一次“立竿見影”的試驗。他們在甬路中央設(shè)立了一根2米長的桿子。由桿子的下面，順甬路中心線向北，粘上一條長6米的黑膠帶，代表中軸線指向。當(dāng)太陽經(jīng)過永定門上中天時，桿子的影子就是永定門子午線。而太陽經(jīng)過上中天的時間，是在電臺播出“北京時間中午12點(diǎn)”的時號上，加上當(dāng)?shù)貢r差和當(dāng)日時差修正后得到的。結(jié)果是，子午線影子與中軸線黑膠帶之間確實(shí)有一個夾角，這個夾角也是兩度十三角分！這一發(fā)現(xiàn)使學(xué)術(shù)界十分震驚。難道元、明、清三代33位皇帝的寶座都坐歪了嗎？中軸線為什么偏離了子午線？是什么地方出了問題？一時議論紛紛，眾說紛紜。地球較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動解決了北京中軸線偏移問題。2004年測量北京中軸線偏移2度13角分，如今已19年過去，如今測量北京中軸線應(yīng)該偏移2度17角分。因北京中軸線足夠長，又不屬于地殼同一板塊，故地球較差自轉(zhuǎn)運(yùn)動能導(dǎo)致北京中軸線偏移。地球兩極線速度為零，地球赤道線速度超音速就是地球較差自轉(zhuǎn)的動力。地球差異自轉(zhuǎn)運(yùn)動地球是層圈構(gòu)造，每層角速度不同，由內(nèi)向外越來越慢。宋曉東博士發(fā)現(xiàn)，地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度每年要比地幔和地殼快0.3到0.5度，也就是說，地球內(nèi)核比地球表面構(gòu)造板塊的運(yùn)動速度快5萬倍，新發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家們解釋地球磁場是怎樣產(chǎn)生的。美國伊利諾伊大學(xué)地球物理學(xué)家宋曉東教授是這項研究工作的負(fù)責(zé)人，他們的成果發(fā)表在2005年8月26日出版的美國《科學(xué)》雜志上。新發(fā)現(xiàn)也結(jié)束了一場為期9年的爭論。宋曉東說：“我們相信我們得到了確鑿的證據(jù)?！钡睾擞晒腆w金屬構(gòu)成，它包括一個大小與月球相當(dāng)?shù)闹睆綖?400公里的固態(tài)內(nèi)核，和直徑為7000公里的液態(tài)外核。科學(xué)家們認(rèn)為，內(nèi)核在產(chǎn)生地球磁場的地球動力學(xué)中發(fā)揮了重要作用，來自地球動力學(xué)的電磁轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致內(nèi)核相對于地幔和地殼旋轉(zhuǎn)。

早在1996年，宋曉東和保羅·理查德還是紐約哥倫比亞大學(xué)拉蒙特—多爾蒂地球觀測站的地震學(xué)家，通過對穿越地球的地震波的分析，他們第一次提出了地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度比其它部分快的觀點(diǎn)。但這在當(dāng)時有相當(dāng)爭議，部分地震學(xué)家懷疑推導(dǎo)出結(jié)果的數(shù)據(jù)有誤，或是假象；也有科學(xué)家曾試圖證明地球內(nèi)核的運(yùn)動速度并不比其它部分快；部分科學(xué)家說，雖然內(nèi)核在旋轉(zhuǎn)，但它的速度比哥倫比亞學(xué)者提出的速度慢多了；有人則說，他們沒有發(fā)現(xiàn)跡象表明內(nèi)核比地球的其它部分轉(zhuǎn)得快。

之后，宋曉東到伊利諾伊大學(xué)地質(zhì)系做教授，他和仍在哥倫比亞大學(xué)的理查德共同領(lǐng)導(dǎo)了一項新研究，他們的研究將消除人們對這個結(jié)論的任何懷疑。宋曉東說：“盡管還不能精確地測定出內(nèi)核旋轉(zhuǎn)的速度，但我們的論文表明這個速度不可能是零?！钡厍蛟谝惶鞎r間里自轉(zhuǎn)一次，或360度，新研究表明，地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度每年比其它部分快0.3到0.5度。這個更為精確的發(fā)現(xiàn)比他們1996年提出的快1.1度慢一點(diǎn)。人類發(fā)明了計時器（人造計時器），首先測量了地球的公、自轉(zhuǎn)周期。把地球公轉(zhuǎn)周期命名為“恒星年”把地球自轉(zhuǎn)周期命名為“恒星日”。根據(jù)地球公、自轉(zhuǎn)周期計算出來每年地球自轉(zhuǎn)131852.444176222°。天文學(xué)界最大的成就就是天文歷法，根據(jù)太陽系天體的運(yùn)行規(guī)律，提前計算出每個節(jié)氣發(fā)生的時間。根據(jù)同一節(jié)氣點(diǎn)的周期，可計算出任意回歸年的時間長度。為了指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，天文學(xué)界開始?xì)v法，歷法為了保持與自然時間同步，用的是地殼表面時間“真太陽時”。在固體潮汐的作用下，地殼自轉(zhuǎn)并不勻速，太陽系是動態(tài)系統(tǒng)，太陽系天體對地球的引力時刻變化，引力較大年份固體潮汐幅度較大，該年度的時間長度較短。如；2022年五星連珠，該年度的時間是365日5時39分08秒。太陽系天體對地球引力較小年份，該年度的時間較長。如；2023年365日5時53分11秒。用回歸年的時間計算出來的每年地球自轉(zhuǎn)的角度是地殼自轉(zhuǎn)角度，那么用恒星年時間計算出來的地球自轉(zhuǎn)角度就是地殼下面地幔自轉(zhuǎn)的角度?，F(xiàn)在已經(jīng)十分的清楚啦，每年地殼自轉(zhuǎn)的角度不但決定了該回歸年度的時間長度，同時也決定了與恒星年的時間差。見圖6，左圖是地心說時代，地球差異自轉(zhuǎn)解歲差的示意圖，∠α=∠β同心角相等。右圖是地動說時代地球差異自轉(zhuǎn)解歲差的示意圖，∠α=∠β內(nèi)錯角相等。3，地球章動運(yùn)動“章動”是英國天文學(xué)家不拉德雷在1748年分析了1727－1747年的恒星位置的觀測資料后，在牛頓的“地軸進(jìn)動”誤導(dǎo)下解釋了章動現(xiàn)象。月球圍繞地球公轉(zhuǎn)及月球軌道面(白道面)位置的變化是引起章動的主要原因。白道的升交點(diǎn)沿黃道向西運(yùn)動，約18.6年繞行一周（見圖7）。如今牛頓的“地軸進(jìn)動”已成為歷史。古人云；皮之不存毛將安附焉？那么我們重新分析章動到底是一種什么樣的運(yùn)動？月球直徑約3476公里，是地球的3/11。體積只有地球的1/49，質(zhì)量約7350億億噸，相當(dāng)于地球質(zhì)量的1/81，月面的重力差不多相當(dāng)于地球重力的1/6。月球圍繞地球公轉(zhuǎn)，作為地球的衛(wèi)星月球的質(zhì)量顯得有些過大。地月系統(tǒng)如同一個一端大一端小的啞鈴，他們的公共質(zhì)心在圍繞太陽公轉(zhuǎn)。這樣一來，地球就不可避免的在公轉(zhuǎn)軌道上左右搖擺其軌跡有波峰與波谷之分，波分與波谷以18.6年為一個重合周期。月球圍繞地球公轉(zhuǎn)，因月球質(zhì)量太大，導(dǎo)致地球在公轉(zhuǎn)軌道上左右搖擺（見圖8）。月球以橢圓軌道繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。這個軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合于天赤道，也不平行于黃道面，而且空間位置不斷變化。周期27.32日。月球軌道(白道)對地球軌道(黃道)的平均傾角為5°09′。但是現(xiàn)在知道月球平均每年以3.8cm的速度逐漸與地球離去。由于月球逐漸遠(yuǎn)離地球?qū)е職q差常數(shù)逐漸變小，歲差周期逐漸變長。塞爾維亞的土木工程師兼地球物理學(xué)家與數(shù)學(xué)家米盧廷·米蘭柯維奇的地球長期氣候變化也證明了歲差周期在變長。4，地殼弦動直角三角形的三條邊分別為勾、股、弦。因地球的地軸傾斜圍繞太陽公、自轉(zhuǎn)，那么地球差異自轉(zhuǎn)就存在一個角度，這個角度與黃軸垂直，其軌跡是直角形的弦邊，因此這種運(yùn)動命名為“地殼弦動”。地殼弦動就是地球赤道的某兩點(diǎn)，因三十多個歲差周期，導(dǎo)致地球赤道的某兩點(diǎn)弦動到地球兩極，而地球兩級弦動到地球赤道。是所謂的地球磁場逆轉(zhuǎn)記錄了地殼弦動的存在（見圖10）。地球磁場產(chǎn)生于地球外核。球形指南針代表外核，方殼代表地殼，研究地殼弦動的參照系是地球的內(nèi)、外核。地殼的沉積巖與火成巖的磁場完全由地球外核磁場感應(yīng)而來。三十余個歲差周期，地殼南北半球易位了，地殼沉積巖與火成巖的感應(yīng)磁場逆轉(zhuǎn)一次。歲差是東西半球地殼易位，所謂的地球磁場逆轉(zhuǎn)其實(shí)是南北半球地殼易位。世界最高山峰“珠穆朗瑪峰”原來在地球南半球的南極，因失去線速度，地殼板塊擁擠收縮，讓印度板塊鉆到了亞洲板塊的下面。其實(shí)按比例把地球縮小到雞蛋大小，地殼的厚度比雞蛋皮還薄，地殼板塊在兩極層疊是很容易的事情。因地殼弦動，讓珠穆朗瑪峰弦動到現(xiàn)在位置。你能想象得到嗎？在3億年前的時候，青藏高原是南半球的一片海濱｜丁林院士這是喜馬拉雅山最后一滴海水干涸的地方。這里意味著青藏高原再也沒有海了。丁林

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中國科學(xué)院院士

中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員格致論道self@第81期

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2022年6月26日北京丁林院士的研究說；青藏高原是南半球的一片海濱。那么就解決了所謂的地球磁場逆轉(zhuǎn)的問題。地球磁場起源于地球內(nèi)部，地質(zhì)學(xué)家鉆探的沉積巖與火成巖的巖芯大部磁場逆轉(zhuǎn)的角度都小于90°，極小部分等于180°。如果鉆探青藏高原的巖石巖芯就會有地球磁場逆轉(zhuǎn)180度的情況。所謂的地球磁場逆轉(zhuǎn)，其實(shí)是地殼南北半球易位的結(jié)果。歲差是東西半球在地幔上易位，因地軸傾斜，約35個歲差周期導(dǎo)致南北半球地殼易位。地殼弦動造就了桂林山水甲天下，桂林的山都是沉積巖。那就是說桂林地殼板塊原來地處地球赤道附近的入?？趯儆诔练e巖。地球自轉(zhuǎn)，地球上的水都涌向地球赤道，使得地球是一個扁球體，軸向方距離短，徑向方向距離長。桂林地殼板塊有低緯度弦動到現(xiàn)在的緯度，屬于緯度提高，在海面下的桂林地殼板塊露出海面，日久風(fēng)化雨水搬運(yùn)作用形成如今的美景。地殼弦動導(dǎo)致南極有熱帶遺跡如；動物化石及煤炭，地球赤道有寒帶遺跡如；撒哈拉沙漠有冰川遺跡。5，潮汐一，大氣潮汐大氣潮汐會使地球表面的大氣壓力發(fā)生規(guī)律性的變化。大氣潮汐直接影響地球氣候，影響降雨。今年2023年是太陽系天體對地球引力較弱的一年，該年度的時間長度是365日5時53分11秒是回歸年長度較長年份，太陽系天體對地球的引力較小，大氣潮汐較弱，北極冷空氣容易南下導(dǎo)致我國南方易發(fā)生洪澇災(zāi)害。二，海洋潮汐住在海邊我們都可以看見海水潮汐。人類的祖先把發(fā)生在早晨的高潮叫潮，發(fā)生在晚上的高潮叫汐。海水潮汐在日、月及行星等天體的引力作用下，海水有一種周期性的漲落現(xiàn)象：到了一定時間，