Примерами “сотрудничества” Луны и Солнца являются рассмотренные выше затмения и приливы. Согласно одной из вероятных гипотез, совместное влияние Луны, Солнца и планет приводит к возникновению ледниковых периодов. Причинно-следственная цепочка в этом случае имеет такой вид: вращение Земли вокруг оси - сплюснутость нашей планеты у полюсов - действия гравитации Луны и Солнца на экваториальный избыток массы Земли (он возникает из-за её сплюснутости) - прецессия - вытянутость орбиты Земли вокруг Солнца - наклон оси Земли к плоскости её орбиты, равный 66,5° - смена времён года - различие расстояний до Солнца зимой и летом - изменение ситуации из-за планетных возмущений и прецессии.
1. Вращение Земли вокруг оси. Если бы его не было, то планета имела бы форму шара; радиус Земли составил бы 6371 км (после сглаживания неровностей из-за существования материков и океанических впадин). У реальной Земли благодаря действию центробежной силы инерции экваториальный радиус на 21 км больше полярного.
2. Прецессия. На рис.49, на котором сильно преувеличена (ради наглядности) сплюснутость вращающейся Земли, заштрихован экваториальный избыток её массы. Луна, относительное расстояние которой сильно преуменьшено, притягивает часть А этого избытка сильнее (и в ином направлении), чем часть В.
Это станет понятным, если учесть, что сила притяжения Луны убывает при увеличении расстояния от нашего спутника. Кроме того, Луна большую часть времени проводит над или под плоскостью экватора Земли.
Если бы Земля не вращалась, но сохранила свою сплюснутость, а центр её и Луна застыли на своих местах, то можно представить себе, как ось Земли поворачивается так, чтобы линии действия обеих сил совпали. Очевидно, после их совпадения движение продолжится и Земля в целом превратится в качающийся маятник. Если же Земля вращается, то с нею произойдёт то же, что и с вращающимся волчком, когда ударяют по его оси: возникнет прецессионное движение, рис. 50.
Свой вклад в прецессию вносит и солнечная гравитация. В результате совместного действия Луны и Солнца ось вращения Земли описывает в пространстве конус, осью которого является перпендикуляр к плоскости земной орбиты, а угол между этой осью и образующей конуса составляет в настоящее время . Этот угол испытывает квазипериодические колебания (в основном из-за влияния планет на положение плоскости земной орбиты) с характерным временем около 40 тыс. лет от 22,5° до 24,3°.
Период лунно-солнечной прецессии составляет в среднем 25800 лет.
3. Вытянутость земной орбиты. Орбитой Земли является эллипс, в фокусе которого находится Солнце (строго говоря, здесь имеется в виду орбита центра масс системы Земля - Луна). Мерой вытянутости эллипса является эксцентриситет (это понятие поясняется в Гл.VII, §7). Под влиянием на Землю притяжения планет он испытывает квазипериодические колебания с характерным временем около 100 тыс. лет. В настоящее время разность между максимальным и минимальным расстояниями Земли от Солнца составляет 5 млн. км., но благодаря колебаниям эксцентриситета она временами достигает 19,7 млн. км.
4. Наклон оси Земли к плоскости орбиты и времена года. Указанный наклон (в настоящее время его угол составляет ) определяет особенности расположения климатических полюсов и амплитуду колебаний освещённости солнечным светом горизонтальных площадок Земли в разное время года. Если бы угол между осью Земли и плоскостью её орбиты был равен 90°, то смены времен года не происходило бы. По мере уменьшения этого угла амплитуда сезонных изменений увеличивается. Реальные значения указанного угла в разное время бывают от 65,7° до 68,5°.
5. Различие расстояний до Солнца зимой и летом. В настоящее время лето в северном полушарии наступает, когда Земля находится вблизи самой удалённой от Солнца точки своей орбиты (вблизи афелия). Поэтому лето здесь сравнительно прохладное, но зато более длинное, так как в этой части своей орбиты Земля движется медленнее всего. Одновременно в южном полушарии стоит зима, причем зимние холода усиливаются из-за удалённости от Солнца.
Вследствие прецессии спустя 12900 лет земная ось успеет описать ровно половину своего пути вокруг перпендикуляра к плоскости земной орбиты. Однако, одновременно в пространстве немного повернётся и большая ось земной орбиты - из-за притяжений планет. Поэтому потребуется не 12900, а 11000 лет, чтобы современная ситуация сменилась на противоположную: летнему периоду в северном полушарии будет соответствовать малое расстояние от Солнца (здесь лето станет более коротким, но зато и более жарким), рис.51.
Вся эта последовательность событий дополняется ещё одним фактором.
6. Роль колебаний эксцентриситета земной орбиты. Как отмечалось в п.3, этот эксцентриситет испытывает квазипериодические колебания с характерным временем в 100 тыс. лет. Если он достаточно велик, то на одном из полушарий наступает такой период, когда лето особенно холодное и длинное (см. выше).
Согласно одной из гипотез это может способствовать возникновению ледникового периода в соответствующем полушарии. Снег на поверхности возвышенных мест Земли не успевает растаять. Эго способствует образованию ледников, само существование которых приводит к дальнейшему охлаждению соседних областей Земли, так как белая поверхность хорошо отражает солнечный свет, несущий тепло.
Такой подход к объяснению ледниковых периодов развивал югославский учёный Милутин Миланкович (1879 - 1958).
Периодическое наступление оледенений больших участков Земли могло играть важную роль в истории древних народов. Связывание в ледниках больших количеств воды приводило к заметному понижению её уровня в океанах. В частности, на время исчезал Берингов пролив, разделяющий Евразию и Северную Америку. Это облегчало переселение людей из Азии в Америку.