Истинное полярное блуждание — это твердотельное вращение планеты или луны относительно ее оси вращения, в результате чего географическое положение северного и южного полюсов меняется или «блуждает». Если только тело не является абсолютно жестким (чем Земля не является), его устойчивое вращение имеет ось наибольшего момента инерции, совмещенную с осью вращения, с двумя меньшими осями моментов инерции, лежащими в плоскости экватора . Если тело не находится в этом устойчивом состоянии, произойдет истинное полярное блуждание: планета или луна будет вращаться как твердое тело, чтобы совместить ось наибольшего момента инерции с осью вращения. (См. Polhode § Описание .)
Если тело находится вблизи устойчивого состояния, но с угловым моментом, не точно выровненным с осью наибольшего момента инерции, положение полюса будет колебаться. Погода и движение воды также могут вызывать небольшие изменения. Эти темы рассматриваются в статье Движение полюсов .
Распределение массы Земли не является сферически симметричным, и Земля имеет три различных момента инерции . Ось, вокруг которой момент инерции наибольший, близко совпадает с осью вращения (осью, проходящей через географические Северный и Южный полюса). Две другие оси находятся вблизи экватора . Это похоже на вращение кирпича вокруг оси, проходящей через его наименьшее измерение (вертикальная ось, когда кирпич лежит плашмя). Однако, если момент инерции вокруг одной из двух осей, близких к экватору, становится почти равным моменту инерции вокруг полярной оси, ограничение на ориентацию объекта (Земли) ослабевает.
Эта ситуация похожа на вращение мяча для регби или американского футбола вокруг оси, проходящей через его «экватор». (Обратите внимание, что «экватор» мяча не соответствует экватору Земли.) Небольшие возмущения могут сдвинуть футбольный мяч, который затем вращается вокруг другой оси через тот же «экватор». Таким же образом, условия могут заставить Землю (как кору, так и мантию) медленно переориентироваться, пока новая географическая точка не переместится на Северный полюс, при этом ось низкого момента инерции будет удерживаться очень близко к экватору.
Такая переориентация изменяет широты большинства точек на Земле на величину, зависящую от того, насколько далеко они находятся от оси вблизи экватора, который не движется.
Случаи истинного полярного смещения происходили несколько раз в ходе истории Земли. [1] [2] Было высказано предположение, что Восточная Азия сместилась на юг из-за истинного полярного смещения на 25° между 174 и 157 миллионами лет назад. [3] Считается, что Марс , Европа и Энцелад также претерпели истинное полярное смещение, в случае Европы — на 80°. [4]
Чрезвычайный наклон Урана по отношению к эклиптике не является примером истинного полярного блуждания (смещение тела относительно оси вращения), а представляет собой большой сдвиг самой оси вращения. Считается, что этот сдвиг оси является результатом катастрофической серии ударов, произошедших миллиарды лет назад. [5]
Полярное смещение не следует путать с прецессией , при которой ось вращения движется, другими словами, Северный полюс указывает на другую звезду. Существуют также меньшие и более быстрые изменения оси вращения, называемые нутацией . Прецессия вызвана гравитационным притяжением Луны и Солнца и происходит все время и с гораздо большей скоростью, чем полярное смещение. Она не приводит к изменению широты.
Истинное перемещение полюсов следует отличать от дрейфа континентов , при котором различные части земной коры перемещаются в разных направлениях из-за циркуляции в мантии .
Этот эффект не следует путать с эффектом, известным как геомагнитная инверсия , который описывает неоднократно доказанное изменение полярности магнитного поля Земли .
_and_paleomagnetism_(PM).png/1280px-A_comparison_between_the_true_poler_wander_(TPW)_and_paleomagnetism_(PM).png)
Палеомагнетизм используется для создания реконструкций тектонических плит путем нахождения палеошироты определенного места. На эту палеошироту влияют как истинное полярное блуждание, так и тектоника плит . Для реконструкции истории тектоники плит геологи должны получить ряд датированных палеомагнитных образцов. Поскольку истинное полярное блуждание является глобальным явлением, а тектонические движения специфичны для каждой плиты, множественные даты позволяют им разделять сигналы тектонического и истинного полярного блуждания.