2、造成地轴进动的原因
地球具有椭球体的形状,在其赤道部分有着多余的物质。月球和太阳对这多余物质的吸引产生了地轴的进动。
假如把地球分为三部分。(如图)中间的圆球部分,其质量都集中在地球中心O ,而C1和C2是赤道上多余物质的质量中心。为了讨论简化,假定月球位于黄道上。显然,月球对较近部分C1的引力P1 比对较远部分C2的引力P2要大些。P1将产生一个以O为中心的力矩M1,使地轴和黄轴(两个黄极的连线)相重合;P2也产生一个力矩M2,使地轴倒向黄道面。
但是,因为P1 > P2,并且OC1=OC2,所以M1>M2 ,这样就得到一个合力矩M1- M2。如果地球没有自转运动,则这个合力矩就使地轴和黄轴相重合。然而,地球是有自转运动的,因此,这个合力矩就使地轴朝着垂直于合力矩的方向移动,如图所示,地轴朝向外侧,产生顺时针方向的移动。这种现象可以从一个侧身旋转的陀螺观察到,它在地心引力的作用下所产生的合力矩,使其轴线围绕着垂直于地面的直线画出一个圆锥体的表面。地轴的这种运动,称为地轴的进动。不过,应该注意,陀螺进动的方向和地轴进动的方向正好相反,前者是逆时针方向,后者是顺时针方向。这是因为陀螺自转方向是顺时针,而地球自转方向是逆时针的缘故。
不仅月球对地球的作用力矩使地轴发生进动,同样,太阳对地球的作用力矩也会使地轴发生进动。但是,因为月球离地球要比太阳离地球近得多,所以在地轴进动上,月球的引力作用要比太阳大得多。理论上,其他行星也都应对地球有作用力矩,但是,因为它们离地球较远,质量又较小,以致它们的作用力矩在实际上对地球的进动不起任何作用。因此,可以得出结论:地轴的进动首先是月球,其次是太阳对地球赤道隆起部分产生的力矩造成的。没有地球的自转运动,地轴的进动也是不可能发生的。由此可见,地轴的进动也可作为地球自转运动的一个证明。