Qu’est-ce qui fait changer le climat de la Terre ? Que se passe-t-il si la Terre quitte son orbite ? Qu’est-ce qui pourrait provoquer une modification de l’orbite terrestre ?

1. Changement de l'inclinaison orbitale vers l'équateur. Il est produit en allumant le moteur-fusée dans le nœud ascendant de l'orbite (au-dessus de l'équateur). L'impulsion est émise dans une direction perpendiculaire à la direction de la vitesse orbitale ;
2. Changer la position (longitude) du nœud ascendant sur l'équateur. Produit en allumant le moteur-fusée au-dessus du pôle (dans le cas d'une orbite polaire). L'impulsion, comme dans le cas précédent, est émise dans une direction perpendiculaire à la direction de la vitesse orbitale. En conséquence, le nœud ascendant de l'orbite se déplace le long de l'équateur et l'inclinaison du plan orbital par rapport à l'équateur reste inchangée.

Changer l’inclinaison de l’orbite est une manœuvre extrêmement consommatrice d’énergie. Ainsi, pour les satellites en orbite basse (ayant une vitesse orbitale d'environ 8 km/s), modifier l'inclinaison orbitale par rapport à l'équateur de 45 degrés nécessitera approximativement la même énergie (augmentation de la vitesse caractéristique) que pour l'insertion en orbite - environ 8 km/s. A titre de comparaison, on peut noter que les capacités énergétiques de la Navette Spatiale permettent, avec utilisation complète de la réserve de carburant embarquée (environ 22 tonnes : 8,174 kg de carburant et 13,486 kg de comburant dans les moteurs de manœuvre orbitale), de changer la valeur de la vitesse orbitale de seulement 300 m/s, et l'inclinaison, en conséquence (lors d'une manœuvre sur une orbite circulaire basse) est d'environ 2 degrés. Pour cette raison, les satellites artificiels sont lancés (si possible) directement en orbite avec l'inclinaison de la cible.

Dans certains cas, cependant, une modification de l’inclinaison orbitale reste inévitable. Ainsi, lors du lancement de satellites en orbite géostationnaire depuis des cosmodromes de haute latitude (par exemple, Baïkonour), puisqu'il est impossible de placer immédiatement l'appareil sur une orbite avec une inclinaison inférieure à la latitude du cosmodrome, un changement d'inclinaison orbitale est utilisé . Le satellite est lancé sur une orbite de référence basse, après quoi plusieurs orbites intermédiaires et supérieures sont formées séquentiellement. Les capacités énergétiques nécessaires à cet effet sont assurées par l'étage supérieur installé sur le lanceur. Le changement d'inclinaison s'effectue à l'apogée d'une orbite elliptique haute, car la vitesse du satellite en ce point est relativement faible et la manœuvre nécessite moins d'énergie (par rapport à une manœuvre similaire sur une orbite circulaire basse).

Calcul des coûts énergétiques pour la manœuvre de changement d'inclinaison orbitale

Le calcul de l'incrément de vitesse () nécessaire pour effectuer la manœuvre est calculé à l'aide de la formule :

• - l'excentricité
• - argument périastre
• - vraie anomalie
• - ère
• - arbre d'essieu principal

Remarques

1. NASA. Stockage et distribution de propulseur. NASA (1998). Récupéré le 8 février 2008. Archivé de l'original le 30 août 2012.
2. Carburant pour vaisseau spatial
3. Contrôle de mouvement des engins spatiaux, M. Knowledge. Cosmonautique, Astronomie - B.V. Rauschenbach (1986).

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Tous les 405 000 ans, l'orbite terrestre s'allonge, entraînant des extinctions massives.

Des scientifiques de l’Université Rutgers ont conclu que tous les 405 000 ans, l’orbite terrestre s’allonge sous l’influence de la gravité de Jupiter et de Vénus, ce qui entraîne un changement climatique sur la planète et des extinctions massives.

Le cycle de 405 000 ans a été prédit sur la base de calculs du mouvement planétaire et s'étend sur environ 215 millions d'années. De plus, les changements dans l’emplacement des pôles magnétiques de la planète sont associés au degré de déviation par rapport au cercle de l’orbite terrestre.

Les scientifiques ont obtenu des données détaillées sur les changements de direction du champ magnétique après avoir analysé les sédiments du bassin du Newark Rift (New Jersey, États-Unis) et les roches sédimentaires de la formation géologique de la formation Chinle.

Les échantillons résultants contenaient des minéraux de zircon entrecoupés de magnétite, qui peuvent être utilisés pour juger de l’état du champ magnétique de la planète.

Les résultats obtenus étaient cohérents avec les calculs théoriques, ce qui permet d'utiliser le cycle pour une datation plus précise des événements survenus sur Terre, notamment l'extinction du Trias-Jurassique, lorsqu'un grand nombre d'espèces animales ont disparu, libérant des niches écologiques pour les dinosaures.

L'orbite terrestre- la trajectoire de la Terre autour du Soleil à une distance moyenne d'environ 150 millions de kilomètres (152 098 238 km à l'aphélie, 147 098 290 km au périhélie). L'orbite a une forme elliptique. Une révolution, appelée année sidérale, dure 365,2564 jours. L'orbite fait plus de 940 millions de kilomètres de long. Le barycentre de la Terre se déplace d'ouest en est avec une vitesse moyenne de 29,783 km/s ou 107 218 km/h.

L'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre - l'angle entre les plans de l'équateur d'un corps céleste et son orbite - est égale à 23,439281.

Les fluctuations de l'orbite terrestre pourraient conduire à une nouvelle ère glaciaire (scientifiques)

L'orbite de la Terre change périodiquement en raison des propres vibrations de la planète ainsi que des forces gravitationnelles. Cela a conduit à des changements climatiques à grande échelle dans le passé et pourrait se reproduire à l’avenir.

Les scientifiques sont convaincus que les variations orbitales de la Terre, telles que les oscillations et l'inclinaison de la planète sur son axe de rotation, ainsi que l'allongement rythmique de sa forme orbitale, influencent la forme du fond marin sur Terre.

Selon un rapport d'experts en géologie de l'Université Harvard, les scientifiques savaient déjà que les fluctuations orbitales, provoquées par l'interaction gravitationnelle entre le Soleil et les planètes du système solaire, peuvent souvent atteindre des proportions telles qu'elles conduisent à l'apparition de ce qu'on appelle la glace. âge. Cela s'est produit au moins deux fois sur Terre.

Durant les cycles des périodes glaciaires, une grande partie de l’eau se transforme en glace et est ensuite redistribuée entre les océans. En fin de compte, la glace se réchauffe et se transforme en eau, ce qui peut entraîner des changements du niveau de la mer pouvant atteindre 200 mètres. Ces mêmes cycles modifient la pression sur les fonds océaniques et provoquent un impact sur le magma terrestre.

Aujourd’hui, une équipe de scientifiques de Harvard a également découvert qu’en réalité, les changements du fond marin se produisent non seulement pendant et après la période glaciaire, mais aussi entre elles. Selon les calculs des experts, les fluctuations planétaires affectent directement la quantité de croûte océanique, dont l'épaisseur peut varier jusqu'à 1 km. Les experts ont également découvert que les changements dans la croûte entraînent un déplacement des dorsales océaniques et des zones voisines.

Ainsi, les experts ont révélé que le détroit de Juan de Fuca, séparant le sud de l'île de Vancouver de la partie nord-ouest de l'État de Washington dans l'océan Pacifique Nord, a été créé précisément en raison du mouvement du fond pendant la période interglaciaire. Sa longueur est de 153 km. Il est en train de se former depuis 1 million d’années et ce sont les fluctuations orbitales qui ont contribué à son apparition sous sa forme actuelle.

Il existe de nombreux films sur les catastrophes. Nous savons ce qui nous attend si des astéroïdes frappent la planète, si un raz-de-marée frappe New York ou si un bateau de croisière chavire soudainement et/ou est attaqué par un monstre marin.

Malheureusement, en concentrant notre attention sur ces catastrophes improbables, les réalisateurs ont négligé les catastrophes les plus improbables.

Que se passera-t-il si la lune disparaît ?

Que se passerait-il si la Lune cessait simplement d’exister ? Le premier phénomène naturel qui cessera de fonctionner est le flux et le reflux des marées. Les marées océaniques se produisent en raison de la force gravitationnelle entre la Terre et la Lune et de leur mouvement l'une par rapport à l'autre. La disparition soudaine de la Lune bouleverserait complètement ce système. Il y aura du mouvement. Les vagues continueront de rouler sur les côtes occidentales des continents en raison de la rotation de la Terre.

Ou du moins, ce sera le cas au début, car ce qui se passe sur Terre devient imprévisible. Après avoir perdu la Lune, la Terre commencera à bouger de manière instable, comme une toupie pour enfants qui, perdant sa vitesse de rotation, se balance, mais ne tombe pas encore. Ce sera une aventure terrible ! La Terre se déplacera soit en tournant perpendiculairement au plan de son orbite (autrement dit, l'un des hémisphères, sud ou nord, sera toujours du côté ensoleillé, tandis que l'autre hémisphère sera dans l'obscurité constante), puis en tournant presque parallèle au plan orbital (ce qui entraînera la disparition des saisons, puisque tous les jours dureront la même durée).

La précession meurtrière se poursuivra suffisamment longtemps pour tuer les derniers humains restants. Tant que cela dure, les catastrophes naturelles ordinaires ne nous laisseront pas nous ennuyer. La Lune exerce une influence gravitationnelle sur la terre et sur la mer et, selon certains, elle serait à l'origine du mouvement des continents.

En conséquence, il y aura une recrudescence de l’activité volcanique et des tremblements de terre. Dans le même temps, toutes les plantes et tous les animaux dont les périodes de reproduction et de migration dépendent du cycle lunaire seront complètement confondus. Le choc sur les populations de poissons, d’oiseaux et d’insectes entraînera des déformations des systèmes écologiques locaux et conduira à la famine et à l’effondrement de la société.

De plus, les nuits seront plus sombres – et il sera encore plus difficile d’y voir.

Que se passe-t-il si la Terre arrête de tourner ?

Quelle est l’importance de la rotation de la Terre sur son axe ? Pendant des siècles, personne ne s’est soucié de savoir si elle tournait.

Ce qui se passe exactement dépend de la rapidité avec laquelle la Terre cesse de tourner. S'il arrête de tourner instantanément, tout ce qui n'y est pas attaché s'envolera vers l'est. (Tout ce qui est sécurisé sera probablement divisé en deux). La survie dépendra de votre proximité avec le pôle (donc si à l'équateur vous êtes transporté vers l'est à une vitesse de près de 1610 km/h, plus vous êtes proche des pôles, plus la vitesse sera lente).

Si la rotation de la Terre ralentit pendant plusieurs semaines, davantage de personnes connaîtront une perte de propulsion naissante. Il vaudrait mieux qu’ils calculent avec précision dans quelle position la Terre s’arrêtera et se précipitera aussi vite que possible vers la frontière entre la lumière et l’obscurité. Arrêter la rotation de la Terre signifierait la fin du cycle du jour et de la nuit. La moitié du monde serait constamment face au soleil et l’autre moitié serait plongée dans l’obscurité éternelle.

Une conséquence petite mais très intéressante de l’arrêt de la rotation de la Terre : tout sur la planète deviendra un peu plus lourd. La rotation de la Terre nous expose à la force centrifuge – une poussée constante vers l’extérieur, semblable à ce que nous ressentons lorsque nous sommes assis dans une voiture lorsqu’elle tourne brusquement. Cette force vers l’extérieur réduit notre « poids » d’environ cent quarante-deux grammes pour quarante-cinq kilogrammes de poids. À moins que nous ne soyons époustouflés, nous aurons plus de mal que jamais à nous déplacer et à déplacer des objets sur Terre.

L’effet de la force centrifuge se fait le plus sentir à l’équateur. Et cela se ressent non seulement par les humains, mais aussi par l'eau. Parce que la force centrifuge s’oppose à la gravité, l’eau s’accumule plus haut à l’équateur. Dans la partie médiane de la Terre se trouve une masse d’eau qui, lorsque la rotation de la Terre s’arrête, est éliminée par une baisse du niveau de l’eau, qui s’écoulera vers les pôles. Si elle ne gèle pas et si le débit est rapide, l’eau inondera de vastes zones du monde au nord et au sud, tout en exposant les terres de la région de l’équateur.

Par conséquent, si vous voulez survivre, dirigez-vous vers la partie centrale de la planète.

Que se passe-t-il si l'orbite de la Terre change de manière significative ?

Cela dépend de la façon dont l'orbite change radicalement. La zone propice à l'existence de la vie dans notre système solaire est située entre cent quarante-deux millions de kilomètres et deux cent quatre virgule quatre millions de kilomètres du Soleil. Puisque nous sommes désormais à près de 150 millions de kilomètres de l’étoile, il devient clair que nous préférerions nous éloigner plutôt que nous rapprocher si le choix nous appartenait.

Il est difficile d'imaginer qu'il serait possible de dévier de sa trajectoire de huit millions de kilomètres, mais de tous les cataclysmes improbables, celui-ci est le plus possible. Il semble que les extinctions massives passées étaient associées à des changements climatiques provoqués par des changements dans l’orbite terrestre. Des températures plus basses et des quantités variables de précipitations entraînent des changements dans les conditions de la végétation et de l'habitat, ce qui entraîne la mort de mammifères, depuis les grandes espèces jusqu'aux rongeurs. La fin du monde n’est pas en vue. Les gens sont ingénieux et trouveront quelque chose.

Et ce changement apporte à la fois un peu d’espoir et de peur. Le mouvement de la Terre n’est pas aussi stable qu’on pourrait le croire. Tout au long de son existence, la Terre se déplace alternativement autour du soleil, soit selon une ellipse, soit selon un cercle. L'inclinaison de l'axe de la Terre oscille entre 22,1 et 24,5 degrés (beaucoup moins que si elle avait perdu la Lune).

Il y a environ 23 millions d'années, la Terre se déplaçait autour du Soleil strictement selon un cercle et son axe était légèrement incliné. Les scientifiques affirment que la rotation a entraîné des saisons favorables, de petites différences entre les températures maximales et minimales et un changement dans la forme de la calotte glaciaire au-dessus de l'Antarctique, qui auraient pu empêcher la propagation du réchauffement climatique.

Ces nouvelles encourageantes sont désormais prises au sérieux par les astronomes. Certains proposent d’utiliser l’attraction gravitationnelle des astéroïdes pour pousser la Terre sur une meilleure orbite. Cela pourrait résoudre tous nos problèmes liés au changement climatique ! Il n’y a qu’un seul « mais » : nous pouvons perdre la Lune.

Qu’est-ce qui fait changer le climat de la Terre ?

L'astronome Milutin Milankovich (1879-1958) a étudié les changements dans l'orbite de la Terre autour du Soleil et l'inclinaison de l'axe de notre planète. Il a suggéré que les changements cycliques entre eux sont la cause du changement climatique à long terme.

Le changement climatique est un processus complexe et est influencé par de nombreux facteurs. Le principal est la relation entre la Terre et le Soleil.

Milankovic a étudié trois facteurs :

Modification de l'inclinaison de l'axe de la Terre ;

Déviations dans la forme de l'orbite de la Terre autour du Soleil ;

La précession du changement de position de l'inclinaison de l'axe par rapport à l'orbite..

L'axe de la Terre n'est pas perpendiculaire au plan de son orbite. L'inclinaison est de 23,5°. Cela donne à l'hémisphère nord la possibilité de bénéficier de plus de soleil et de journées plus longues en juin. En décembre, il y a moins de soleil et les jours raccourcissent. Ceci explique le changement des saisons. Dans l’hémisphère sud, les saisons se déroulent dans l’ordre inverse.
Déviation de l'axe de la Terre.	Changer l'orbite de la Terre.
Terre Terre sans saisons, inclinaison de l'axe 0°.
Fin juin : été dans l'hémisphère Nord, hiver dans l'hémisphère Sud.
Fin décembre : été dans l'hémisphère Nord, hiver dans l'hémisphère Sud.

Inclinaison de l'axe de la Terre

S'il n'y avait pas d'inclinaison de l'axe, nous n'aurions pas de saisons et le jour et la nuit dureraient de la même manière tout au long de l'année. La quantité d’énergie solaire atteignant un certain point sur Terre serait constante. L'axe de la planète forme désormais un angle de 23,5°. En été (à partir de juin) dans l'hémisphère nord, il s'avère que les latitudes nord reçoivent plus de lumière que les latitudes sud. Les jours rallongent et la position du soleil augmente. Au même moment, c’est l’hiver dans l’hémisphère sud. Les jours sont plus courts et le soleil est plus bas.

AVEC Après six mois, la Terre se déplace sur son orbite du côté opposé du Soleil. La pente reste la même. C'est l'été dans l'hémisphère sud, les jours sont plus longs et il y a plus de lumière. C'est l'hiver dans l'hémisphère nord.

Milanković a suggéré que l'inclinaison de l'axe de la Terre n'est pas toujours de 23,5°. Des fluctuations surviennent de temps en temps. Il a calculé que les changements allaient de 22,1° à 24,5°, se répétant sur une période de 41 000 ans. Lorsque la pente est plus faible, la température en été est plus basse que d'habitude et en hiver elle est plus élevée. À mesure que la pente augmente, des conditions climatiques plus extrêmes sont observées.

Comment tout cela affecte-t-il le climat ? Même si les températures augmentent, l’hiver reste suffisamment froid pour qu’il neige dans les régions éloignées de l’équateur. Si l'été est froid, il est possible que la neige en hiver aux hautes latitudes fonde également plus lentement. Année après année, il se formera en couches, formant un glacier.

Comparée à l’eau et à la terre, la neige réfléchit davantage d’énergie solaire dans l’espace, provoquant un refroidissement supplémentaire. De ce point de vue, il existe ici un mécanisme de rétroaction positive à l’œuvre. À mesure que les températures baissent, davantage de neige s’accumule et les glaciers augmentent. La réflexion augmente avec le temps et la température diminue, et ainsi de suite. C’est peut-être ainsi que les périodes glaciaires ont commencé.

Forme de l'orbite de la Terre autour du Soleil

Le deuxième facteur étudié par Milankovitch est la forme de l'orbite de la Terre autour du Soleil. L'orbite n'est pas parfaitement ronde. À certaines périodes de l’année, la Terre est plus proche du Soleil que d’habitude. La Terre reçoit beaucoup plus d'énergie du Soleil lorsqu'elle est aussi proche que possible de l'étoile (au point périhélie), par rapport à sa distance maximale (le point aphélie).

La forme de l'orbite terrestre change de manière cyclique sur des périodes de 90 000 et 100 000 ans. Parfois, la forme devient plus allongée (elliptique) qu’elle ne l’est actuellement, de sorte que la différence dans la quantité d’énergie solaire reçue au périhélie et à l’aphélie sera plus grande.

Le périhélie est actuellement observé en janvier, l'aphélie en juillet. Ce changement rend le climat de l'hémisphère nord plus doux, apportant une chaleur supplémentaire en hiver. Dans l'hémisphère sud, le climat est plus rigoureux qu'il ne le serait si l'orbite de la Terre autour du Soleil était circulaire.

Précession

Il y a une autre difficulté. L'orientation de l'axe de la Terre change avec le temps. Comme une toupie, l'axe se déplace en cercle. Ce mouvement est appelé précessionnel. Le cycle d'un tel mouvement est de 22 000 ans. Cela provoque un changement progressif des saisons. Il y a onze mille ans, l’hémisphère Nord était plus incliné vers le soleil en décembre qu’en juin. L'hiver et l'été ont changé de place. 11 000 ans plus tard, tout a encore changé.

Ces trois facteurs : l'inclinaison axiale, la forme orbitale et la précession modifient le climat de la planète. Puisque cela se produit à des échelles de temps différentes, l’interaction de ces facteurs est complexe. Parfois, ils se renforcent mutuellement, parfois ils s’affaiblissent. Par exemple, il y a 11 000 ans, la précession a provoqué le début de l'été dans l'hémisphère Nord en décembre, l'effet de l'augmentation du rayonnement solaire au périhélie en janvier et de la diminution à l'aphélie en juillet augmenterait la différence intersaisonnière dans l'hémisphère Nord, au lieu de l'adoucir. nous sommes maintenant habitués. Tout n'est pas aussi simple qu'il y paraît, puisque les dates du périhélie et de l'aphélie changent également.

Autres facteurs influençant le climat

Outre l'effet du déplacement de la Terre, existe-t-il d'autres facteurs qui influencent le climat ?

Les manœuvres orbitales avec changements de plan orbital ne sont possibles en pratique qu’à une échelle très limitée.

Supposons que nous souhaitions faire pivoter le plan orbital d'un angle a autour de la ligne reliant le satellite à un moment donné au centre de la Terre, et que nous ne souhaitions modifier ni la taille ni la forme de l'orbite. Si l'orbite est circulaire ou si le satellite se trouve dans cette

le moment est au périgée ou à l'apogée ; pour une telle opération, il suffit de faire tourner le vecteur vitesse du même angle a. A partir d'un triangle isocèle de vitesses, il est facile de trouver une impulsion de vitesse supplémentaire

où est la vitesse orbitale. Pour transformer une orbite circulaire équatoriale en orbite polaire, il faut ajouter de la vitesse, c'est-à-dire parabolique ! Avec les réserves de carburant nécessaires, un tel satellite pourrait voler d’une orbite terrestre basse vers la Lune ou Mars, y atterrir puis revenir sur Terre !

Essayons de résoudre notre problème de manière détournée. Transférons le satellite à l'aide d'un moteur embarqué d'une orbite circulaire à une orbite elliptique très allongée (comme l'orbite 4 sur la Fig. 17). La vitesse à son apogée est négligeable et la tourner dans n’importe quel angle ne coûte rien (à « l’infini », l’impulsion de transition vers un nouveau plan de mouvement est nulle). Au moment du retour au point de départ depuis l'orbite d'origine, il faudra ralentir le mouvement jusqu'à une vitesse circulaire. Plus l'orbite elliptique est longue, plus la somme des trois impulsions de vitesse est petite. A la limite c'est égal

ce qui dans le cas de la hauteur initiale ne sera pas non plus si petit (assez pour atterrir sur la Lune !).

Pour de petits angles de rotation a, cela ne sert à rien de passer « par l’infini ». Le bénéfice sera détecté à partir d'un certain angle a, qui pour une orbite circulaire est déterminé à partir de l'équation

où L'inconvénient de la « transition par l'infini » (« transition biparabolique », comme on dit aussi) est la durée de fonctionnement « infiniment longue » : dans le cas d'un vol au-delà de l'orbite lunaire, elle dépasse 10 jours.

Le passage à l'infini peut être pratiquement bénéfique s'il s'agit non seulement de changer l'inclinaison de l'orbite, mais aussi de l'élever en même temps, en particulier si cela est nécessaire.

transférer le satellite d'une orbite basse, fortement inclinée vers l'équateur, vers une orbite stationnaire. Dans ce cas, une transition à trois impulsions peut s'avérer plus avantageuse qu'une transition à deux impulsions, malgré le fait que le rayon de l'orbite stationnaire est nettement inférieur au rayon critique. Cet avantage est détecté si l'inclinaison de l'orbite. l'orbite initiale basse est supérieure à 38,6°

Pour l'inclinaison, la somme des impulsions lors du passage par l'infini dans le cas du départ d'une orbite initiale de rayon est égale à Si la distance d'apogée à laquelle la deuxième impulsion est rapportée (point B de la Fig. 36) est égale, alors la somme d'impulsions dépasse la valeur indiquée de L'ensemble de l'opération nécessite environ 11 jours)