幾億年來,地球的公轉週期一直沒有太大變化嗎?

時間 2021-06-01 12:19:29

1樓:黃誠贇

題主@了大神,我作為一名天文愛好者不自量力試著回答一下。

太長不看一句話:不是固定的,在太陽系形成早期幾乎可以肯定變化明顯,但是顯生宙以來公轉週期變化有限

1.在太陽系形成伊始的大撞擊階段,地球和其他小天體的碰撞中必然和其他天體存在動量交換。譬如形成月球那次和火星質量天體的大碰撞,顯然也會顯著改變地球的軌道引數。

顯而易見,在地球形成的最初幾億年,因為大量撞擊地球軌道引數必然不穩定,甚至可能有相當顯著的變化

2.行星遷移模型。行星遷移模型是目前太陽系在幾十億年演化中的乙個熱門模型,其核心是在早期太陽系,除了幾顆大行星之外,還存在很多尚未清空的「星子」。

因為星子和大行星的引力相互作用,可以從行星獲得動量被甩出太陽系,而損失動量的行星軌道半長徑逐漸降低,越來越靠近太陽。

當然,在這套理論下,還有很多流派。譬如有的認為木星一開始形成在天王星軌道附近,此後在幾百萬年的時間裡遷移到了今天軌道附近。還有的流派認為木星軌道最接近時達到了火星軌道附近,此後由因為土星的作用抬公升到了今天的軌道。

天文學家認為木星形成的位置離太陽很遠之後才遷移到現在的軌道_研究

行星軌道遷移模型對於解釋太陽系的形成有諸多好處(小行星帶,火星低質量,太陽系形成七億年後的再次大撞擊時間——木星土星進入1:2共振軌道,木星的L4,L5點的小行星群從封閉變得開放),並且也可以解釋太陽系外熱木星的形成。

說回地球的軌道,一般而言內太陽系的行星遷移相對不顯著,因為星子密度低,也不容易甩出太陽系,動量交換效率低。但如果木星真如某些流派所雲,曾經執行到火軌道的位置,顯然地球的軌道引數也會有巨大的影響,譬如在一段時間內進入木星的諧振軌道。有必要強調一下,以上所述種種基本發生在太陽系形成的最初一億年之內。

另外,就是太陽系形成七億年的之後的再次碰撞高峰,也會通過又一次的動量大交換的方式改變地球軌道引數

3.題主的問題關注的焦點是顯生宙。此時太陽系經過幾十億年的演化,小天體已經基本清理乾淨,主要天體也進入了諧振軌道,其動量交換程度顯然大大降低。

就我相關方面的淺薄認知,顯生宙地球氣候也曾多次變遷,如8億年前的雪球地球,極寒的泥盆紀,乾燥炎熱的二疊紀等等,但相關地球氣候變化的原因學界主要歸因於海陸變遷,火山活動,以及生物圈對環境的反作用,尚未見過有說到地球軌道改變上去的。我個人意見是,顯生宙以來地球氣候變化,即便有地球軌道遷移的影響,最多也不過是乙個次要因素

4.其實今日地球軌道引數也是會有週期性的波動的,其原因是太陽系其他大天體的攝動。曾經在《天文愛好者》雜質上看到過,因為這方面的因素,在幾十萬年的週期裡,地球軌道各引數都會有略微的波動,軌道半長徑也不例外,沒記錯的話波動幅度大約是今日數值的2%,也會導致公轉週期的些微變化。

具體數值不太好找,請容許我暫且先留白了吧。

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