岁差是天文观测发现的“地球差异旋转”运动

王金甲

岁差是天文观测发现的“地球差异旋转”运动

伤我心太深

岁差的发现其实是“地球差异旋转”的最早发现。岁差是通过天文观测而发现的一种地球特殊运动。这种运动不仅影响地球的气候变化，而且也是地震灾害发生的根源。

最早发现岁差现象的是公元前二世纪著名的古希腊天文学家喜帕帢斯。公元330年前后，中国晋朝的天文学家虞喜也通过冬至日恒星中天的观测，独立地发现冬至点也在沿黄道退行，并有一段精彩的阐述：（戴《宋史·耶律志》）“尧时冬至日短星昂，今二千七百馀年，乃东壁中，则知每岁渐差之所至”中文岁差一词的由来即在于此。当时的科学水平，喜帕帢斯和虞喜虽都发现了岁差现象，但都不能对其物理成因作出解释。

直到十六世纪，牛顿在《自然哲学之数学原理》认为岁差是太阳和月亮对地球隆起部分的吸引所致，但未能给出其证明。300多年以来的科学家也没有证明上述作用力定会产生岁差。因此，牛顿解释岁差成因只是科学上的一种猜测。这种猜测影响了地球科学的正常进展。岁差的发现其实是地球差异旋转的最早发现。现代科学发现，岁差的周期与地球的大气候周期、地震周期密切相关。

所谓的地球气候变暖是排碳所致，其实是有些科学家为迎合某些发达发达国家限制发展中国家发展的一种借口。笔者在哥哈会议之前的2009年9月15日在“山风网”站上撰文“驳地球气候变暖是二氧化碳排放所致”。今冬的事实也证明了笔者撰文的正确性。



岁差是什么？岁差是地球差异旋转！地球差异旋转就是地壳与地幔角速度不同。地壳与地幔差异的角速度随纬度不同而不同，也就是地壳各维度的岁差常数不同，因此可以利用岁差常数绘制地壳板块应力图，达到数字预报地震的目的。

搞气象的因不懂岁差的周期是地球大气候周期，短期的气候现象总结出气候变暖。

搞地质的不懂岁差，看地壳岩石的感应剩磁场来回反向，搞出地“球磁场逆转”的笑谈。搞生物的不懂岁差，胡乱猜想恐龙灭绝的原因。

搞地震预报的不懂岁差，不知利用“岁差常数”数字化计算预报地震。总而言之是；我们的地球基础科学出了问题。

关键词；固体潮汐 地球差异旋转 地球层圈结构 岁差现象

一．岁差是地球基础科学中的基础

岁差是依靠天文观测发现的一种地球运动（地球差异旋转）。什么是地球差异旋转？地球是分层结构；主要由；地壳、地幔、外核、内核等组成。地球差异旋转就是地球内外层的角速度不同，这里指的是地壳与地幔的角速度不同。地球自转本该是惯性匀速运动，然而固体潮汐破坏了地壳的惯性匀速运动，地壳每天比地幔平均少转约138毫角秒，合成弧长竟达4.26米，每年地壳比地幔少转1553米弧长，在25786年的时间里地壳比地幔少转一圈（360°）。我们测得的所谓地球自转不匀速其实是地壳自转不匀，地幔的匀速自转我们无法测到。

地球像一个庞大的“炼钢炉”，大陆壳与海洋壳是“炼钢炉”的“炉衬”，而地下水和海水就是“炉衬”的冷却系统。大陆壳和海洋壳成分不同，当然导热系数亦不同。地幔的温度并不均匀，地球差异旋转（岁差）使大陆壳和海洋壳的温度在不断的变化之中。导致“厄尔尼诺”和“拉尼娜”、“拉马德雷”“暖位相”和“冷位相” 交替发生，当然这都是短周期现象。根据“岁差常数”精确计算，一个岁差周期需要25786年。我们现在的近日点是1月4日。70.5年前的近日点是1月3日，而70.5年后的近日点是1月5日。也就是说再过一万多年后的近日点是七月，而远日点是一月。这就是地球大气候的周期。


二．地球构造

研究气候、研究地震预报等首先要知道地球构造。了解了地球的构造，才能知道地球存在的多种特殊运动与气候、地震密切相关。根据地震波成像系统提供的信息，地球基本由四部分组成，地壳、地幔、外核、内核等。


1】地壳 地壳是包裹着整个地球内部的薄壳。质量只占地球总质量的0.2％。大陆地壳与海底地壳有明显的差别。洋壳极薄，厚度2～11 千米(包括海水)，平均约7 千米，密度3～3.3克／厘米3，主要由玄武岩和辉长岩组成，上面有极薄的深海沉积物覆盖。与此相反，陆壳则较厚，约15～80 千米，平均35千米，密度2.7～2.8 克／厘米3，由火成岩、变质岩和沉积岩组成。由于受“固体潮汐”的影响，地壳的自转慢于地幔惯性运动，在25786年的时间里，比地幔少转一圈，进而导致岁差现象发生。

2】地幔

地幔是地球最厚的一个层面，占了地球质量的63％左右，它的密度由外至内逐渐增大，外部密度为3 克/ 厘米3，内部密度为5.4 克/ 厘米3。这一层面从地壳下一直延伸到2900 千米外，由各种不同的矿物质组成，其中以橄榄石、辉石和长石居多。

3】外核 地幔圈之下就是所谓的外核液体圈，它位于地面以下约2900公里至5120公里深度。整个外核液体圈基本上可能是由动力学粘度很小的液体构成的，其中2900至4980公里深度称为E层，完全由等离子体构成。4980公里至5120公里深度层称为F层，它是外核与固体内核之间一个过渡层，质量占地球全部质量的5％左右。

4】固体内核

地球八个圈层中最靠近地心的就是所谓的固体内核圈了，它位于5120至6371公里地心处，又称为G层。根据对地震波速的探测与研究，证明G层为固体结构。地球内层不是均质的，平均地球密度为5.515克/厘米3，而地球岩石圈的密度仅为2.6～3.0克/厘米3。由此，地球内部的密度必定要大得多，并随深度的增加，密度也出现明显的变化。地球内部的温度随深度而上升。根据最近的估计，在100公里深度处温度为1300°C，300公里处为2000°C，在地幔圈与外核液态圈边界处，约为4000°C，地心处温度为 5500 ～ 6000°C。地核质量占地球全部质量的31％左右，内核的自转速度最快。

三．固体潮汐

德國耶拿大學研究地球潮汐的專家格哈德•詹希最近發表論文稱，月球引力對地球的影響不僅會產生潮汐現象，而且會導致地球的地面每天有規律地昇降。

根據詹希的論文結果，歐洲的地面每天昇降約80厘米。詹希是德國耶拿大學的應用地球物理學專家，從2003年起擔任國際大地測量學協會潮汐委員會的主席，他也是本周在耶拿召開的4年一次『國際潮汐研討會』的組織者。

地面的昇降對居住在地球上的人來說並沒有直接的感覺。詹希解釋說，由於月球引力對地殼運動的作用非常小，所以潮汐運動不會對地球上的地震、火山噴發等地質現象產生影響。他認為，月球的作用加劇地殼的張力並導致地震的可能性是：當地殼的張力方向與潮汐產生的運動方向相同，但這種可能性迄今並沒有具體數據加以證實。

詹希稱，產生潮汐的原理現在已經非常清楚，當月球直接處於地球上方位置的時候，就會出現潮汐的最大值。月球圍繞地球的旋轉關系可以設想為一個轉動的啞鈴，一頭是地球，另一頭是月球，當月球的離心力超過地球的引力時就形成漲潮，低於地球的引力時就形成落潮，潮汐作用存在於地球引力和離心力之間的差別。

稿源： 科技日報 編輯： 周雪

四．地球多种运动

1】差异旋转；指的是地球内外的角速度不同。对于具有层圈结构的旋转星球,由于星球自转受其它天体引力的影响，必然会在星球不同圈层间产生差异旋转(differential rotation).所谓差异旋转是指旋转角速度随着深度(星球不同圈层的旋转角速度不同)以及纬度(同一圈层内部不同部分间的角速度不同)具有差异的现象.地球是一个多圈层的旋转系统，主要由大气圈、水圈、岩石圈、地幔、外核以及内核组成，大气圈和水圈具有明显的流体性质，并且在漫长的地质年代中，地幔、岩石圈和地幔之间的软流层以及外核均具有流体性质，,就必然会致使地球各圈层间以及对流层内部不同部分间产生差异旋转，几个重要现象；基本地磁场的长期西漂、岩石圈的长期西漂、地球自转速率变化(周日长度波动)和固体内核各向异性对称轴的移动表明在固体地球内部各圈层-岩石圈、地幔、外核和内核间存在差异旋转.来自地震学上的数据证明了固体内核与地幔之间存在较明显的差异旋转,速率可达1.1°～3.0°/a.这跟其它数据如自由振荡数据以及地磁场长期西漂数据获得的结果具有很大的差异。

2】较差自转；较差自转是指一个天体在自转时不同维度的角速度互不相同的现象。较差自转在大多数非固体的天体中存在，比如星系、恒星、巨型气体行星等等；太阳系内则有太阳和木星等表面出现。较差自转就是说在太阳不同的纬度,自转的速率是不一样的。在太阳赤道附近,太阳每27天转一圈,可是在极区呢?大概要31天转一圈,这种情况叫做较差自转。

3】壳幔弦动；因地球是倾斜自转，差异旋转一周后，地壳的维度与内核的维度不会复位重合，长期的不复位重合的积累导致地壳的南北半球易位，火山爆发、沉积岩的岩石感应剩磁场的来回反向证实了壳幔弦动的存在。

五．岁差的周期是地球大气候的周期

地球差异旋转不仅导致了岁差现象的发生，而且也导致了厄尔尼诺、拉尼娜、拉马德雷的“暖位相”和“冷位相”的周期。

我们知道大陆地壳与海底地壳有明显的差别。洋壳极薄，厚度2～11 千米(包括海水)，平均约7 千米，密度3～3.3克／厘米3，主要由玄武岩和辉长岩组成，上面有极薄的深海沉积物覆盖。与此相反，陆壳则较厚，约15～80 千米，平均35千米，密度2.7～2.8 克／厘米3，由火成岩、变质岩和沉积岩组成。

大陆地壳与海底地壳的明显差别导致对地幔温度的影响。地壳与地幔的差异旋转，使大陆地壳与海底地壳的温度周期变化，形成了厄尔尼诺、拉尼娜、拉马德雷的“暖位相”和“冷位相”的周期。

六．利用“岁差常数”数字化计算预报地震

我们知道了地壳与内部的差异旋转导致了岁差现象的发生，世界天文台，地震台网站联网，那么我们可以根据测量的“岁差常数”向气象卫星云图一样，绘制出“地壳板块应力图”。根据“岁差常数”我们可以计算出板块的运动速度，进而达到数字化计算预报地震的目的。

目前日本采用GPS定位系统预报地震。我们知道，所谓的“定点同步卫星”其实并不定点同步，需要经常调整位置。这就降低了计算板块的运动速度、距离的精度。

我们知道，恒星在天空的位置，就千万年的时间里基本相对不变。采用“岁差常数”的精度远远高于定点同步卫星。原子钟的问世，我们可以把“岁差常数”改成“月差常数”、“周差常数”、“日差常数”或“时差常数”，提高数字化预报地震精度。尤其是利用“地壳板块应力图”预报海啸将会更准确。

当然我们还要结合地球的物、化指标，动物的异常反映，群众的各种反映情况等，数字化预报地震。





驳地球气候变暖是二氧化碳排放所致学过植物学的人都知道“光合作用”。光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物，也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。


18世纪以前，人们一直以为植物体内的全部营养物质，都是从土壤中获得的，并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年英国科学家普利斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息而死。因此，他指出植物可以更新空气。但是，他并不知道植物更新了空气中的哪种成分，也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。下面介绍其中几个著名的实验。1864年，德国科学家萨克斯做了这样一个实验：把绿色叶片放在暗处几小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。


1880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

在温室大棚里施用二氧化碳作肥料，可以提高农作物的产量。有的科学家认为，大气中二氧化碳加倍，将使粮食平均增产超过30％，棉花增长80％以上，小麦和水稻一类作物增产36％。

分科过细导致一些权威气象学家不懂“植物学”，不懂“地球科学”，盲人摸象式的把“岁差”导致的地球气候变暖，胡乱的归结为二氧化碳排放。提出所谓的“减排”，这一结论迎合了发达国家的需要，却制止了发展中国家的发展。试问没有二氧化碳植物能生长吗？你对地球基础知识知道多少？两万六千年的气象记录你有吗？

我们知道岁差是因“地壳”在“固体潮汐”作用下而与内部产生“顺时针差速”旋转而引起的自然现象。那么岁差对地球气候有什么影响？我们知道地球公转轨道是一个椭圆轨道，这样一来地球就存在近日点和远日点问题。以北半球为例；现在的冬至日是近日点，当然南半球是远日点。北半球夏至日是远日点而南半球是近日点。我们知道地球的大陆分布很不均匀，大陆基本都分布在北半球。

水的比热较大。现在的远、近日点对南半球无所谓，但对北半球来说那就是冬暖夏凉。冬暖夏凉看来是好事，其实事物总有两个方面，北半球的冬暖夏凉直接导致冷热空气对流减弱，降雨量锐减，植被枯萎，土地荒漠化严重，恶性循环导致地球气候升高。我们知道岁差的一个周期是25786年，我们也可以把它命名为一个“太阳紀”。地球公转形成了四季，那么一个太阳紀也有冷暖季，我们正好赶上了一个太阳紀的暖季，实际也是最不好的一个纪！从整个地球大陆分配来分析，大陆基本都在北半球。现在的冬至是近日点，在南半球来看却是远日点，本该冷暖对流激烈雨量充沛的南半球，由于海洋对气候的调节作用而冷热对流减弱而干旱少雨。对于北半球来说，现在的冬至近日点已到极限，将向冬至日远日点发展，发展到极限时北半球的沙漠就是绿洲。虽差的周期是地球大气候的周期，人类活动对气候的影响微乎其微，能起到加剧作用。


如图所示；我们现在的冬至是近日点，再过12893年冬至就是远日点，冬夏温差加大空气对流强烈，雨量充沛，我们将迎来又一个崭新的风调雨顺的太阳紀！我们现在的当务之急就是植树造林、改造沙漠，引江河入海口之水回灌沙漠，使沙漠变绿洲！借植物固碳降温才是切实可行之举。

是“地球差异旋转”导致岁差，而不是向牛顿说的是地轴运动导致岁差。


牛顿对岁差的解释存在严重失误！已耽误了我们300多年的时间，建议对于岁差教材必须及时修改，以免误人家子弟，避免影响其它科学的正常发展。





牛顿对岁差现象的解释已有200余年的历史，根据直角坐标系我们知道这里存在一个简单的数学模型，即；ｏA+ｏa=0。随着地球科学的不断进步，对岁差现象还存在另一个鲜为人知的数学模型，那就是；ｏA+oa’=２ｏＡ或２ｏa’。数学模型ｏA+ｏa=0，是牛顿用地轴作圆锥运动解释岁差现象的。而ｏA+a’=２ｏＡ或２ｏa’是用“地球差异旋转”解释岁差现象的数学模型。这两个数学模型都可以解释岁差现象，但其中只有一个是正确的。至于那个是正确的，需要来自南半球的观测数据来证明。
本文根据近一百多年的天文观测资料，发现极移包含各种复杂运动。除了周年周期和张德勒周期外还存在长期极移周月、半月和一天左右的各种短周期极移。地球的非刚体结构，引起地壳自由摆动极移的振幅约为±0.4角秒，相当于在地面上一个12×12平方米范围。其中长期极移表现为地极向着西经约70°～80°方向以每年3.3～3.5毫角秒的速度运动。
根据以上资料，针对牛顿对“岁差”的解释是地轴作圆锥运动，大胆地提出了质疑。26000年的岁差周期及日、地、月公自转系统运动周期相差甚远，同时也不合乎惯性的逻辑。喜帕恰斯和虞喜推算出的岁差常数也相差甚远。许多矛盾说明，牛顿对岁差的解释有误。牛顿对岁差的解释其中隐藏一个简单的数学模型，因南半球同属同轴运动，故绝对值相等，符号相反。其数学模型可用ｏA+ｏa=0来表示（见图1），根据数学模型，南北半球的历法，应有两个“岁差常数”事实上却没有，但却不影响南半球的历法。以此看来，对“岁差”的解释必然还存在另一种鲜为人知的解释方法——“地球较差自转”。
迷信及分科过细，导致我们丧失了认识自然规律的能力。其实，牛顿对岁差的解释有一个非常简单的数学模型和几何图形，我们却弃之不用。以致，让错误的地轴圆锥运动，影响我们二百余年，耽误了地球科学、地球动力学及地震预报研究的健康发展。
关键词；地球层圈构造 地球较差自转 地球倾斜自转 万有引力 外核潮汐 与时俱进

牛顿对岁差的解释是否正确？暂且不论。我们先熟悉一下在中学课堂讲过的直角坐标系四象限（如图1）。第一象限为正，第三象限为负。线段A—a无论运动到线段A1—a1还是运动到线段A2—a2的位置，线段o—A与线段o—a之合都是0。如果在南半球测量的值与北半球测量的值符号相同，说明牛顿把岁差的现象解释错了。如果在南半球测量的值与北半球测量的值符号相反，说明牛顿对岁差现象解释是对的。
公元前二世纪，古希腊天文学家 喜帕恰斯 首次发现了岁差现象，并推算出每100年后退1°。公元四世纪中国天文学家 虞喜 也发现了岁差现象，并定出每100年后退2°。关于岁差产生之原因，在两千多年漫长的岁月里无人能解。希腊的天文学家喜帕恰斯和中国的天文学家虞喜 都同属北半球不同纬度国家，在数据上出现如此巨大差异，这里就隐藏着一个秘密“地球较差自转”的问题，值得我们今天认真研究。
到了十八世纪，牛顿发现了万有引力，牛顿第一个指出产生岁差的原因是太阳和月亮对地球赤道隆起部分的吸引。在太阳和月亮的引力作用下，地球自转轴在空间绕黄极描绘出一个圆锥形，绕行一周约需26000年，圆锥形的半角约为23.5°。在“地球固定论”的年代又缺乏来自南半球的观测数据，只能把由“地球较差自转”引起的“岁差”现象，错误地解释为地轴作圆锥形运动（如图2所示）。
我们可以把地轴作圆锥形运动来解释岁差的方法，用数学模型A+a=0来表示，但用地壳和地幔因外核的潮汐作用而滞后于内核旋转来解释“岁差”现象，更为合情合理。根据坐标图所示，X轴上面的点数值设为正，則X轴下面点的数值則为负。南北半球应符号相反。


在北半球来讲；岁差导致二分二至点西移，根据A+ a=0数学公式，我们不难看出，在南半球来讲；岁差导致二分二至点必须东移。南北半球属同轴运动，其绝对值相等符号相反。这样一来应该影响南半球的历法问题尤为突出。从牛顿解释岁差的三百多年的时间里，南北半球共用北半球的“岁差常数”对南半球的季节历法却没有任何影响，出现了A+ a= 2A或2 a的数学模型，与牛顿解释岁差数学模型A+a=0相互矛盾。这就给我们提出一个尖锐的问题，牛顿对岁差的解释是否出现失误？现在看来，我们有必要在南半球测量南半球的“岁差数值”。地球虽然分南北半球，但地轴只是一根，按牛顿的解释岁差的方法，地轴在北半球向西，那么在南半球必然向东。我们把北半球的西移岁差数值设为正，那么南半球的东移“岁差数值”必然为负，地轴不可能象双截棍中间有万向节。根据公式A1+ a2=0，南北半球的岁差数值之合必然为零。如果测量的南北半球岁差数值相加等于零那么就证明 牛顿 地轴圆锥运动就是正确的，否则就是牛顿把由“地球较差自转”导致的岁差错误的解释为地轴圆锥运动。“地球较差自转”理论的发现必然引起地学史上的又一次革命，彻底改变了三百多年以来人们对“岁差”解释的错误观念。
现代发现地球是层圈结构，主要由地壳、地幔、液体外核、固体内核等组成（见图3）。各个层圈密度不同、压力不同、体积不同、温度不同、旋转惯性亦不同。外核的潮汐使地幔和地壳在内核上向西差速。导致二分、二至点的西移，延长了恒星年的时间。这就是“地球差异旋转”。宋晓东博士利用地震波成像系统，经过十年的努力已证实地壳每年慢于内核旋转0.3~0.5°。又因地壳是龟裂板块状，潮汐又在低纬度幅度大，故而使地壳板块有“较差自转”现象。早在上个世纪60年代，中国地质学的先驱，李四光 就提出了地球存在层圈转速差比，从内到外分别是；3.270：1.696：1.162：1的理论（见图3所示）。
其实岁差的发现，是说明地球存在“地球较差自转”和“地球差异旋转”的存在，只是在当时“地球固定论”的那个年代，人们还没有认识到地球是层圈结构，还不知道地球层圈存在差异旋转，受地球固定论的限制，于是牛顿把“地球较差自转”导致的“岁差”现象，错误地解释为地轴的圆锥形运动也在所难免。

地球的层圈结构，天体引力的存在及地球的倾斜自转，导致“地球较差自转”和“地球差异旋转”，我们把地球较差自转，地球差异旋转，南北半球易位的三位一体命名为“壳幔弦动”。“壳幔弦动”将导致地壳和地幔在内核上南北半球的易位。南北半球的易位，解决了两极有热带遗迹、赤道有冰川遗迹、岩石感应剩磁场来回反向（地球磁场逆转）、大陆漂移动力、沧海桑田变换、地球差异旋转等诸多自然之谜。“壳幔弦动”理论的提出对天文、地理、生物学、地震预报研究、未来可持续发展等领域影响意义深远而重大。奠定了地球动力学的基础。

伤我心太深

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王金甲

伤我心太深 发表于 2011-7-27 21:07
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