互动科普

地球自转轴的倾角为23.4°，这个角度并非固定不变。严格地说，这个角度有正负1°左右幅度的变动。行星自转轴倾角变动的原因，是自转的行星像快要停止旋转的陀螺那样有摆动，也就是说有“进动”运动。这是受到木星等其他天体的引力影响的结果。

我们知道，火星自转轴倾角（现在为25.2°）的变动要比地球大得多。计算表明，火星自转轴倾角的变动有一个大致数万年的周期，反复变动的幅度为正负10°左右。在自转轴变动到最接近于垂直公转面时，火星自转轴的倾角是15°左右，在自转轴变动到最接近于横躺在公转面上时，这个倾角是35°左右。

本来，地球自转轴的倾角如果也像火星那样有很大的变动，那是不会感到意外的。不过地球有些特殊，它的近旁有一个“异乎寻常大”的月球。月球的半径是地球半径的27%（1738公里），同太阳系的其他行星的卫星比较起来，地球的这个卫星的大小相对于母行星大小的比例确实是大得异乎寻常。多亏有这样一个大卫星，地球自转轴倾角的变动幅度才被限制在正负1°的范围以内。

自转轴的倾角如果变小，季节的差别便会变小。在这种情况下，极地能够接受到太阳光的照射量也会减少，于是高纬度地区和低纬度地区之间的气温差就会变大。

反之，自转轴的倾角如果变大，比如说超过54°，赤道附近便会变得比极地寒冷，正好位于赤道的地区甚至会冻结。

在自转轴倾角不稳定从而使气候如此频繁变化的一个行星上面，环境自然要比现在的地球环境恶劣得多。

自转轴倾角变动对地球环境有什么影响？

上侧显示的是假设自转轴的倾角变为10°的地球。在那种情况下，低纬度地区和高纬度地区的气温差会比现在更大，北极和南极的积冰可能会增多。下侧显示的是假设自转轴的倾角变为60°的地球。在那种情况下，赤道附近一年中接受到的太阳光的照射量会少于极地接受到的照射量。在赤道附近会出现冰川，这里的海水也会冻结。这种气候变动如果以10万年的周期重复发生的话，地球就会变成一个生命难以生存的行星。

（本文发表于《科学世界》2011年1期）