نتائج حركة الأرض حول محورها
انظر إلى تجدد الأيام والساعات أمامك: عندما تكون الساعة ظهراً في المملكة العربية السعودية، تكون الشمس في كبد السماء، بينما يكون الوقت ليلاً في الولايات المتحدة الأمريكية. هذا التتابع المستمر سببه الرئيسي هو دوران الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق أمام الشمس الثابتة. تذكر الآية الكريمة في سورة الأعراف، الآية 54، التي تشير إلى كيفية إحاطة الليل بالنهار في حركة دائمة وسريعة. ولأن الأرض تدور بهذا الاتجاه، تشرق الشمس على الدول الشرقية أولاً قبل أن تصل إلى الدول الغربية، وهو ما يفسر تعاقب الليل والنهار على كامل الكوكب.
يدور الكوكب حول محوره من الغرب إلى الشرق، وينتج عن هذا الدوران المستمر أربع نتائج رئيسية تؤثر على حياتنا اليومية والظواهر الطبيعية. أولاً، تعاقب الليل والنهار بسبب دوران الأرض المستمر أمام الشمس. ثانياً، انحراف الرياح والتيارات المائية يميناً في النصف الشمالي ويساراً في النصف الجنوبي نتيجة اختلاف سرعة دوران الأرض بين خط الاستواء والقطبين، وهو ما يُعرف بالقوة الكوريولية أو قانون فرل. ثالثاً، انحراف الأجسام المطلقة جواً كالصاروخ أو القذيفة لذات السبب. رابعاً، انبعاج الأرض عند خط الاستواء وتفلُّطها عند القطبين بسبب قوة الطرد المركزية الناتجة عن الدوران. مثال سريع: عندما تطلق صاروخاً في الجو، عليك حساب دوران الأرض تحته لكي يصيب هدفه بدقة.
الفكرة الأساسية
تدور الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق باستمرار، وينتج عن هذا الدوران المستمر أثر ميكانيكي وفيزيائي واضح يتمثل في تعاقب الليل والنهار، وانحراف الرياح والتيارات والأجسام المتحركة، بالإضافة إلى تشكيل شكل الأرض البيضاوي المنبعج عند الاستواء.
الشرح
حركة الأرض حول محورها ليست مجرد دوران عابر، بل هي ظاهرة تفرز نتائج كبرى. أولاً، تعاقب الليل والنهار يحدث لأن الأرض تدور من الغرب إلى الشرق، فتبدو أشعة الشمس تشرق على البلاد الشرقية قبل الغربية، ويلاحق النهار الليل بلا انقطاع. ثانياً، انحراف الرياح والتيارات المائية، حيث تنحرف إلى يمين اتجاهها في النصف الشمالي وإلى يسار اتجاهها في النصف الجنوبي فيما يُسمى بالقوة الكوريولية أو قانون فرل. السبب وراء هذا الانحراف هو تفاوت سرعة دوران الأرض؛ فسرعة أي نقطة عند خط الاستواء تكون أعظمية وتبلغ كم/ساعة، وتتناقص تدريجياً باتجاه القطبين لتصل إلى كم/ساعة عند القطبين. ولهذا، فإن الرياح التي تهب نحو القطبين تتحرك من مناطق سريعة الدوران إلى بطيئة فتتقدم للأمام أي إلى الشرق، بينما الرياح التي تهب نحو الاستواء تنتقل من مناطق بطيئة الدوران إلى سريعة فتتخلف للوراء أي إلى الغرب. ثالثاً، ينطبق هذا الانحراف على الأجسام المطلقة جواً فوق سطح الأرض مثل الصواريخ وقذائف المدافع؛ فعند إطلاقها يجب أخذ دوران الأرض في الحسبان لضمان إصابة الأهداف بدقة. رابعاً، أدى دوران الأرض حول محورها إلى نشوء قوة طرد مركزية عند خط الاستواء أكثر سرعة، مما أدى إلى تمدد سطح الأرض هناك وانبعاجها وتفلّطها عند القطبين، ونتج عن ذلك زيادة وزن الأشياء عند القطبين مقارنة بخط الاستواء لقربها من مركز الجاذبية.
مثال محلول خطوة بخطوة
إذا كانت سرعة الدوران عند خط الاستواء تساوي كم/ساعة، وعند دائرة عرض تساوي كم/ساعة، وعند دائرة عرض تساوي كم/ساعة، وتتحرك ريح من خط الاستواء (منطقة سريعة الدوران) نحو الشمال (منطقة بطيئة الدوران)، فكيف تتصرف الريح؟ الخطوة الأولى: نحدد سرعة الانطلاق من خط الاستواء وهي عالية جداً مقارنة بالوجهة. الخطوة الثانية: بما أن الريح تنتقل من منطقة ذات سرعة دوران عالية إلى منطقة ذات سرعة دوران بطيئة، فإنها تتقدم إلى الأمام متجهة نحو الشرق وتتأثر بالقوة الكوريولية لتنحرف إلى يمين اتجاهها في النصف الشمالي.
أخطاء شائعة
الاعتقاد بأن الرياح تتحرك في خط مستقيم تماماً على سطح الأرض دون أي انحراف. الصواب هو أن دوران الأرض يفرض قوة انحراف تجعل الرياح تنحرف يميناً في النصف الشمالي ويساراً في النصف الجنوبي. الاعتقاد بأن الأرض كرة هندسية تامة. الصواب أن الأرض منبعجة عند خط الاستواء ومفلّطة عند القطبين بسبب قوة الطرد المركزية الناتجة عن دورانها.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: ما هو السبب المباشر لانحراف الرياح والتيارات المائية على سطح الأرض؟ الإجابة: دوران الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق وتفاوت سرعة دوران سطح الأرض بين خط الاستواء والقطبين. السؤال الثاني: لماذا يزداد وزن الأشياء عند القطبين مقارنة بخط الاستواء؟ الإجابة: بسبب انبعاج الأرض عند خط الاستواء وتفلّطها عند القطبين نتيجة قوة الطرد المركزية، مما يجعل القطبين أقرب إلى مركز الجاذبية الأرضية.