نجوم و اختر شناسی

بررسی فصول و انحراف محور زمين مدار زمين به دور خورشيد دقيقاً يک دايره نيست، بلکه کمي خروج از مرکز دارد: يک بيضي، همانطور که اولين بار توسط کپلر کشف شد. فاصله ي زمين از خورشيد هر سال از 146 ميليون کيلومتر تا 152 ميليون کيلومتر تغيير مي کند. بسياري افراد به غلط گمان مي کنند علت ايجاد فصول روي زمين همين تغييرات فاصله ي زمين از خورشيد است: زماني که به خورشيد نزديک مي شويم هوا گرم و تابستان مي شود و زماني که از خورشيد دور مي شويم، هوا سرد و زمستان مي شود. ولي اگر يکي از دوستان يا آشنايانتان در مناطق جنوبي خط استوا، مثلاً استراليا يا جنوب افريقا زندگي کند، اگر در فصل زمستان با او تماس بگيريد، به شما خواهد گفت الان در آن منطقه تابستان است، و اگر در محل زندگي شما تابستان باشد، در کشور او فصل زمستان آغاز شده است! بنابر اين فصول در مناطق نيمکره ي جنوبي و نيمکره ي شمالي زمين دقيقاً بر عکس هم هستند. پس نمي توان گفت علت فصول تغييرات فاصله ي زمين از خورشيد است. از طرف ديگر، اين فاصله تنها 3 درصد تغيير مي کند، و اين نمي تواند تغييرات چشمگيري که در آب و هوا روي مي دهد را توضيح دهد. جالب تر اينکه خورشيد در زمستان به زمين نزديک تر از تابستان است!
در واقع فصول نتيجه ي انحراف محور زمين نسبت به صفحه ي گردش زمين به دور خورشيد مي باشد. به طوري که صفحه ي استواي زمين حدود 5ر23 درجه از صفحه ي مدار زمين بدور خورشيد کج شده است! همانطور که در تصوير مي بينيد، با چرخش زمين به دور خورشيد، مقدار نور خورشيد به مناطق مختلف زمين کم و زياد مي شود و اين باعث مي شود که دماي هوا تغيير کند. به همين دليل، بيشترين ارتفاعي که خورشيد در لحظه ي ظهر (اذان ظهر) از افق پيدا مي کند، در طول سال تغيير مي کند. دوبار در سال، در اول فروردين و اول مهرماه خورشيد دقيقاً روي استواي سماوي قرار مي گيرد و طول روز و شب در همه جا برابر مي شود. در اول تير ماه خورشيد در لحظه ي ظهر بيشتري ارتفاع را دارد (در تهران 77 درجه) و طول روز طولاني تر مي شود، در نتيجه گرماي بيشتري از سوي خورشيد به زمين مي رسد. در اول دي ماه ارتفاع خورشيد در لحظه ي ظهر، کمترين مقدار را پيدا مي
کند (در تهران 31 درجه) و طول روز کوتاه ترين روز است، بنابراين گرماي کمتري به زمين مي رسد و هوا سرد مي شود.
اگر اين انحراف در محور زمين وجود نداشت آيا باز شاهد فصول مختلف بوديم؟ در آن صورت طول روز و شب هميشه 12 ساعت بود و ارتفاع خورشيد در لحظه ي ظهر، در هر منطقه هميشه ثابت بود، در نتيجه فصول بوجود نمي آمدند. تنها ممکن بود با تغييرات فاصله ي زمين از خورشيد کمي تغيير در دماي هوا حاصل شود. نه بهار و نوروزي بود که آغاز زندگي جديد را جشن بگيريم و نه پاييزي که حزن شاعرانه ي ما را تقويت کند. همانور که در بخش قبل ديديم، ماه باعث مي شود که انحراف زمين پايدار باقي بماند و تغييرات آب و هواي زمين را ثابت نگه داشته است. اين ثبات براي ايجاد و تکامل موجودات زنده روي زمين حياتي بوده است.
با وجود اين ثبات، انحراف محور زمين در طول يک دوره ي 40000 ساله بين 22 تا 25 درجه تغيير مي کند. تغييرات بزرگ آب و هوايي روي زمين در گذشته، به تغييرات انحراف محور زمين مربوط مي شود. آخرين دوران يخبندان، فقط 15000 سال پيش حدود يک سوم خشکي هاي زمين را با يک پوسته ي يخي به ضخامت 1 کيلومتر پوشانده بود. تنها اگر چند درجه دماي کل زمين تغيير کند چنين اتفاقاتي ممکن است روي دهد. زمين يک سيستم بسيار پيچيده است، هر تغيير کوچکي در هر بخشي از آن مي تواند تبعات مهم و تأثير گذاري ايجاد کند.

منبع:
D.R.Altschuler,
Children of the stars, 2002, pp 77-88
ترجمه:
ا.م.گميني
تبیان