Rotation of the earth

Rotation of the earthDhony Widyasandy (136090300111009)1HighlightsPreliminaryDetermining Age of the EarthFigure of The EarthPrecession of the EquinoxesThe Chandler WobbleFluctuations in Rotation and The Excitation of the Chandler Wobble24/03/2014 5:552preliminarySecara umum peredaran bumi dibagi dalam 5 gerakan umum yaituRotasi Bumi adalah perputaran bumi pada porosnyaRevolusi Bumi adalah peredaran bumi mengelilingi matahariGerak Presesi (Gerak gasing bumi) adalah perputaran sumbu rotasi bumi mengintari sumbu bidang ekliptikaGerak Nutasi adalah Lingkaran gerak presesi bumi tidak mulus, melainkan bergelombang dengan periode gerak gelombangnya 19 tahun. Gerak gelombang ini disebut gerak nutasi.Gerak Apsiden adalah gerak titik aphelium dan prehelium bergeser dari arah Timur ke Barat.

24/03/2014 5:553Akibat dari rotasi bumi terjadi Siang dan malam, Gerak semu harian matahari (terlihat terbit di timur dan tenggelam di barat), Perbedaan dan pembagian waktu untuk tempat yang berbeda derajat bujurnya,Perubahan arah angin di katulistiwa, Pembelokan arus laut, dan Penggembungan di khatulistiwa dan pemepatan di kedua kutub bumi.24/03/2014 5:55Determining Age of the EarthPermasalahan umur preradioaktifitasSampai penemuan radioaktivitas, umur Bumi diukur berdasarkan peradaban pemanasan. Ahli geologi memerlukan waktu ratusah bahkan jutaan tahun untuk mengakumulasi strata sedimentasi yang sudah diketahui, tetapi Kelvin (1899) beranggapan saat aliran panas berhenti, kerak Bumi tidak cocok dengan umur yang lebih dari 25 juta tahun.Kapasitas panas total bumi (2,0 x 1026 atom mol), kalor laten pelalaian pemadatan sekitar 5 x 1027 J deg-1 (3R/mol), yang bisa mempertahankan fluks kalor saat ini 3 x 1013 W 4.5 x 109 tahun dengan dengan rata-rata turun temperatur 9000 C. Jika Kelvin memperkirakan panas dari keseluruhan Bumi sesuai dengan flux panas Bumi, dia tidak bisa mengabaikan fakta-fakta geologi. Dimana beliau mengasumsikan peleburan awal kerak Bumi bahwa pendinginan semakin kedalam dari sisi luar. 24/03/2014 5:55Unsur Radioaktif dan Prinsip dating RadioaktifBeberapa induk isotop radioaktif memiliki waktu paro sebanding dengan umur batuan precambrian. Isotop yang digunakan adalah uranium-238, uranium-232, rubidium-87 dan potassium-40.Pertumbuhan Benua dan Argon AtmosferSebelum ada metode penanggalan berdasarkan skema peluruhan radioaktif, umur formasi geologi dalam bagian alam yang berbeda dihubungkan dengan rekaman fosil. Strata sedimen kembali kepada periode Cambrian, sekitar 600 juta tahun lalu, ditempatkan dalam orede klonologi dan perkiraan sklala waktu telah ditemukan dari perkiraan rata-rata sedimentasi (Hudson, 1964).

24/03/2014 5:55Umur batuan dicoba ke dalam skala waktu dengan hubungan batuan sampai sedimen dan skala keseluruhan kemudian dijumlahkan dengan penanggalan batuan beku radiometric. Walaupun masih ada pertentangan diantara perkiraan batasan umur antar periode geologi, kebenaran umum skala waktu geologi telah diuji.Umur Bumi dan MetoritPenentuan umur bumi diketahui melalui data-data meteorit. Data batuan yang paling tua ditemukan di Greenland, Rhodesia, Minnesota, Kola Peninsula (Rusia Utara) yang berumur sekitar 3,7x109 tahun.Ini sesuai dengan internal heat yang dihasilkan oleh unsur radioaktif terutama U235, lebih besar pada 4x109 tahun yang lalu dibandingkan sekarang.

24/03/2014 5:55Sebuah model sederhana bumi diusulkan oleh A. Holmes dan F. G. Houtermans (1946). Perkiraannya adalah bahwa pertambahan uranium sangat cepat. Bumi dipisahkan dalam beberapa subsistem (seperti core dan mantel) dengan rasio U/Pb yang berbeda-beda.Dating Sintesa NuklirJenis radioaktif seperti U235, dengan half-lives 109 atau kurang hidup lebih lama, ini merupakan bukti dari suatu proses sintesa nuklir, bahwa pembentukan mereka hanya sedikit dan tidak lebih dari 1010 tahun yang lalu.24/03/2014 5:55Figure of The Earth

Efek sentrifugal pada rotasi bumi menyebabkan penonjolan pada equator. Tingkat equipotensial permukaan air disebut geoid. Bentuk geoid bumi dapat ditentukan dari beberapa survei :Survei astrogeodetik dengan objek yaitu beberapa busur survei benua yang dikembangkan dengan pengukuran arah vertikal atau vektor gravitasi lokal, relatif terhadap bintangObservasi GravitasiAnalisis orbit satelit24/03/2014 5:55Precession of the EquinoxesPresesi adalah pergeseran orientasi sumbu rotasi Bumi secara bertahap setiap satu putaran. Orientasi sumbu rotasi kembali pada keadaan semula dalam tempo sekitar 26000 tahunPresesi Bumi pada mulanya disebut dengan presesi equinox karena equinoxnya bergerak ke arah barat sepanjang ekliptika relatif terhadap bintang latar belakang (bintang acuan), dengan gerak yang berlawanan dengan gerak Matahari sepanjang ekliptika.24/03/2014 5:55Bumi berputar mirip gasing. Memiliki sumbu tetapi sumbu bumi ini tidak tetap tetapi bergoyang. Perhatikan bumi yang berputar ini, perhatikan bahwa banyak pulau di belahan Utara dibandingkan belahan Selatan. Sehingga bumi ini tidak benar-benar memiliki bentuk yang seperti bola, tapi lebih mirip sebuah gasing.

24/03/2014 5:55Gerak presesi, meyebabkan arah kutub utara terhadap langit berubah seiring waktu Awal mula torsi presesi. Gravitasi yang dihasilkan oleh Matahari (dan bulan) pada keselarasan dari tonjolan khatulistiwa bumi memberikan sebuah torsi yang cenderung menarik tonjolan ke dalam keselarasan dengan seketika Bumi-Matahari (atau Bumi-Bulan) dalam satu garis lurus. Torsi hilang ketika matahari (atau bulan) melintasi bidang ekuator, tetapi muncul dengan tanda yang sama untuk kedua bagian dari orbit, menyebabkan rata-rata torsi presesi.

24/03/2014 5:55Penyebab torsi presesi diilustrasikan pada gambar disamping.Bulan dan Matahari berada di garis khatulistiwa menuju keselarasan dengan diri mereka sendiri. Dengan torsi matahari mengalami puncak maksimum saat solstice, ketika matahari berada 23,58 derajat dari bidang ekuator, dan itu hilang saat di titik ekuinoks, ketika matahari berada tepat di atas khatulistiwa. Demikian pula, torsi bulan terjadi pada tenggang waktu setengah bulanan dan efek rata-rata ditambahkan dengan Matahari. Kontribusi bulan adalah sedikit lebih dari dua kali satu matahari karena (m/r) lebih besar untuk Bulan

24/03/2014 5:55Untuk menguji secara kuantitatif torsi presesi di Bumi, dengan menganggap geometri pada gambar disamping, dengan Matahari, massa Ms, seketika pada lintang geosentris (psi) dan jarak R dari pusat bumi. Potensi gravitasi di pusat Matahari karena bumi diberikan oleh Persamaan (6.13),

Sehingga torsi yang diberikan pada Matahari, dan karena itu oleh Matahari di Bumi, adalah

24/03/2014 5:55Efek PresesiPertama, posisi kutub langit utara dan selatan tampak bergerak dalam bentuk lingkaran melawan arah gerak latar belakang langit yang dipenuhi oleh bintang. Untuk mencapai satu putaran Bumi harus mengelilingi Matahari sebanyak 25.771,5 kali atau setara dengan 25.771,5 tahun. Dengan demikian, bintang Polaris yang saat ini berada di kutub langit utara akan berubah posisinya seiring dengan waktu dan bintang yang lain akan menjadi bintang utara. Seiring dengan pergeseran kutub langit maka secara perlahan terjadi pula pergeseran pada arah penampakan semua bintang.Kedua, posisi Bumi dalam orbitnya ketika mengitari Matahari pada solstice, equinox akan berubah secara perlahan. Contohnya, misalkan posisi orbit Bumi pada saat itu berada pada summer solstice, ketika kemiringan sumbu rotasi Bumi tepat mengarah ke Matahari, satu kali orbit penuh kemudian, Matahari terlihat kembali pada posisi relatifnya terhadap bintang-bintang latar belakang, kemiringan sumbu rotasi bumi yang sekarang tidak akan tepat mengarah ke Matahari.

24/03/2014 5:55The Chandler Wobble

The Chandler Wobble adalah gerakan kecil di sumbu rotasi bumi relatif terhadap permukaan bumi, yang ditemukan oleh astronom Amerika Seth Carlo Chandler pada tahun 1891. Besaran goyangan ini sekitar 20 kaki (9 meter) di permukaan bumi dan memiliki jangka waktu 433 hari.Goyangan ini menggabungkan dengan goyangan lain dengan jangka waktu satu tahun sehingga gerak kutub total bervariasi dengan jangka waktu sekitar 7 tahun.

24/03/2014 5:55Chandler Wobble (Goyangan Chandler) adalah contoh dari jenis gerak yang dapat terjadi untuk benda berputar yang tidak berbentuk bola, ini disebut angguk kepala bebas (Free Head). Sangat mirip dengan gasing kalau. Agak membingungkan memang, arah putaran bumi sumbu relatif terhadap bintang-bintang juga bervariasi dengan periode yang berbeda, dan ini gerakan (yang disebabkan oleh daya tarik pasang surut Bulan dan Matahari) juga disebut nutations, kecuali untuk paling lambat, yang merupakan presesi equinoxes.Teori periode Wobble biasanya disajikan dalam hal persamaan Euler, tetapi kepentingan geofisika terbesar muncul dari mekanisme eksitasi dan redaman dan, untuk tujuan ini, akan lebih mudah untuk menggunakan derivasi yang membuat penggunaan energi Wobble.24/03/2014 5:55

24/03/2014 5:55Perhatikan bumi yang berputar, dan lihatlah bagaimana bumi berputar tidak secara tegak lurus pada porosnya. Penggambaran ini merupakan penggambaran perputaran rotasi bumi terhadap revolusi bumi.Ilustrasi di samping menunjukkan rotasi dan goyangan sumbu bumi.

24/03/2014 5:5524/03/2014 5:55Fluctuations in Rotation and The Excitation of the Chandler Wobble

24/03/2014 5:5524/03/2014 5:55Sebagai contoh, sumbu perputaran (Axial) dari bumi yang diperkirakan telah bergeser sebesar 14 cm akibat gempa di Jepang pada 11 Maret 2011 Pergeseran ini lebih besar dari pergeseran ketika gempa Aceh 2004, karena Aceh berada di Katulistiwa. Sedangkan Jepang berada dekat dengan kutub utara. Dengan demikian goyangan yang lebih kecil mampu menggeser sumbu perputaran bumi lebih besar.

24/03/2014 5:55Titik pusat perputaran bumi di Kutub Utara telah tercatat bergerak sepanjang masa.Perubahan titik sumbu ini sudah dipelajari sejak lama. Bahkan diketahui sumbu utara bumi ini telah berubah-ubah atau bergerak seperti diketahui disebelah ini.Dengan demikian kita tahu bahwa bumi memang berputar secara rotasi, revolusi, juga memiliki sumbu yang miring antara revolusi dan rotasi. Namun juga sumbu perputaran bumi bergoyang-goyang mirip gasing.

24/03/2014 5:55