第一章 地球奇觀3
13、地球的表麵溫度
地球上極端最高、最低氣溫相差157.3℃，但假如在同一地點，年溫差最大僅70℃左右，日溫差最大僅30℃左右。在月球上，朝向太陽的一麵，溫度會很快上升到140℃以上；背向太陽的一麵，溫度又很快下降到零下140℃以下，溫差近300℃，是地球日溫差的近10倍。地球與月球距離太陽幾乎一樣，單位麵積上接受太陽的熱能也幾乎一樣，為什麼溫差會如此不一樣呢？歸根到底是因為地球有廣闊的大海和厚厚的大氣的緣故。
大氣調節
我們知道，太陽直射赤道而斜射兩級，而這兩個地方所接受到的熱能是不一樣的，赤道炎熱而兩極嚴寒。赤道和兩極間的溫差會引發大氣的流動。赤道帶的熱空氣連同蒸發的水汽，受熱上升並向兩極流動。赤道區域因暖氣流上升而出現的空缺，又由兩極流來的冷氣流不斷得到補充，這就形成了複雜的全球大氣環流係統。在這種環流機製的作用下，使得地球各處既不會太熱又不會過冷。大氣起到了調節作用。
同時，在大氣環流的控製下，海洋也出現了與大氣環流同向的洋流係統。暖流由赤道流向高緯地區；寒流由高緯地區流向赤道。這樣，更把地球各地的溫度調節得不冷不熱。
海洋調節
更為重要的是，地球的質量是月球的81倍，引力比月球大得多，因此可以把一些比較重的大氣分子，如氮氧分子吸引住。地球上的海洋麵積達3.61億平方公裏，占地球表麵積的70.8％，大洋水多達13.2億立方公裏。在太陽照射下，海水被蒸發進入大氣層，這樣，大氣中含水汽約1.3萬立方公裏，它們絕大部分都集中在離地麵5公裏以內的大氣層中。不要小看這些水汽，它們控製著地球表麵的溫度變化，在地表可以以氣態、液態、固態的形式相互轉化。我們常見的雲、霧、雨、雪等天氣現象，全是由這些水汽在起主導作用。當地表過熱，蒸發就旺盛，大氣中水汽迅速增加，到空中遇冷就變成水滴而下雨，把地表澆涼。當地表過冷，則會加強大氣環流和洋流，而這種環流和洋流將熱帶暖濕氣流輸送來，使冰雪融化。就這樣，過熱了會自動降溫，太冷了又會自動升溫，從而形成了一個全球範圍內的溫度平衡機製，不致使地球太冷或太熱。
14、地球的自轉軸
現在地球自轉軸的北端正對著北極星，所以到晚上人們隻要找到北極星，就可識別東南西北了。但是，在幾千年前或者幾千年後，北極星是不是還能給人們指示方向呢？那可不一定。因為在那個時期，地軸不總是指向北極星。是北極星自己跑走了嗎？
轉軸的產生
我們知道，地球的赤道部分向外凸出，赤道麵與地球繞太陽旋轉的黃道麵以及與月球繞地球轉動的白道麵都互不重合。這樣，月球和太陽絕大部分時間都位於赤道以南或以北，它們對地球赤道部位凸出處的引力就必然會對地球產生一個力矩，強迫地球的赤道麵向黃道麵和白道麵靠近。
自轉產生的歲差
但是，地球在快速自轉著，就像一個飛快旋轉著的陀螺，不會隨便改變自轉軸的指向，即使它掉到地上或把桌子傾斜一下也無妨。這兩種作用力相結合的結果，便使地球的自轉軸畫出一個以地心為頂的對頂錐，而黃道麵與赤道麵的夾角保持不變。這就像您去輕輕地壓一下旋轉著的陀螺邊緣，它就會一邊繼續飛速旋轉，一邊繞著原來的軸心擺動一樣。就這樣，南北兩極指向天空的那個點就會不斷地改變位置，把這些點連起來就能畫出一個圓。地極每年在這個圓上隻能向西移動很小很小一個距離，25786年左右才能繞這個圓轉一整圈，這可真是夠慢的。這種運動，科學家給起了個名叫歲差。
除了歲差以外，影響地軸指向的因素還有很多，但都不如歲差那麼嚴重。
15、地球自轉速度
誰都知道，現在地球公轉一周稱一年，有365日5小時48分46秒；一天有23小時56分4.1秒；月球繞地球一周稱一月，為 27日7小時 43分 11.47秒。假如沒有其他的作用力影響地球，那這些數字永遠也不會改變。然而大量的事實已經證明，地球自轉的周期在經常不斷地變化著。
自轉的改變
通過數珊瑚殼上長出的碳酸鈣條帶人們會知道：在5.7億年以前的寒武紀，即最古老的化石時代，地球一晝夜隻有20.47小/時，每年有428天；在5億年前的奧陶紀早期，每天有21.4小時，每年有409天；在3.7億年前的泥盆紀中期，地球上的一年有398天左右，每天有22小時；而在3.2億年前的石炭紀，每年隻有387天。由這些觀察到的數據，我們可估計出地球的自轉周期每一百年約增加0.00164秒，即每10萬年增加1.64秒。
引力改變自轉
那麼是什麼力量在改變著地球自轉的速度呢？
我們都玩過陀螺，假如開始順向轉著的時候，用繩子再順向抽打它一下，它就轉得更快了；若反向抽一下，它就轉得慢了。地球也是這樣，它自西向東自轉著，當有一個力也是自西向東推它一下，它就轉得更快了；當有一個力是自東向西反推它，它就轉得慢了。那麼這是個什麼力在推著地球，改變著地球的自轉周期呢？這個力就是月球和太陽對地球的引潮力。
潮汐，主要是由月球和太陽對地球各部分的引力大小不等引起的。引潮力的大小與天體的質量成正比，而與天體離開地球的距離的平方成反比。因為月球比太陽離地球的距離近得多，所以月球的引潮力是太陽的2.17倍。
在月球、太陽引力作用下，無論在海洋、大氣還是地球的固體地殼上，都會引起潮汐。隨著地球的自西向東自轉，月球和太陽東升西落，潮汐隆起部位也必定是自東向西地運轉，這恰好與地球自轉方向相反。於是海水依次掃過較淺的海底；岩層也會在它們上升或下降時彼此發生擠擦；大氣也必然要與地表產生摩擦，大陸逐漸向西漂移。就是這些極其微弱的摩擦力消耗著地球的轉動能，對地球起著製動作用，從而使地球的自轉速度逐漸減慢，自轉周期逐漸變長。