W jaki sposób Księżyc wydłuża ziemskie dni?

Całe cywilizacje dostosowały swoje kalendarze do ruchów satelity, a niektóre zwierzęta, jak na przykład chrząszcze gnojowe, kierują się światłem słonecznym odbitym od powierzchni Księżyca.

Co ważniejsze, Księżyc mógł pomóc w stworzeniu warunków, które według niektórych teorii umożliwiły nawet życie na naszej planecie Być może przyczyniło się to do powstania życia Na ziemi.

Uważa się, że jej ekscentryczna orbita wokół błękitnej planety wpływa na niektóre systemy pogodowe, które kształtują nasze dzisiejsze życie.

Ale Księżyc coraz bardziej się od nas oddala.

Ponieważ krąży wokół Ziemi – jego obrót i ruch są jednoczesne i dlatego widzimy tylko jedną stronę – Księżyc Stopniowo oddala się od naszej planety W procesie znanym jako „zastój księżyca”.

Świecąc wiązkami laserowymi z reflektorów umieszczonych przez astronautów programu Apollo na powierzchni Księżyca, naukowcy byli niedawno w stanie zmierzyć z milimetrową precyzją, jak szybko oddzielił się satelita.

Potwierdzili, że Księżyc oddala się w pewnym tempie 3,8 cm rocznie. Kiedy tak się dzieje, nasze dni stają się nieco dłuższe.

„Chodzi o pływy” – mówi David Waltham, profesor geofizyki w Royal Holloway (Uniwersytet Londyński), który bada związek między Ziemią a jej księżycem.

„Opór pływowy na Ziemi spowalnia jej obrót, a Księżyc zyskuje tę energię w postaci momentu pędu” – wyjaśnia.

Zasadniczo, gdy Ziemia się obraca, grawitacja Księżyca krążącego nad nią przyciąga oceany, powodując przypływy i odpływy.

W rzeczywistości te przypływy i odpływy Stanowią „masę” wody Który rozciąga się owalnym kształtem w kierunku i od grawitacji Księżyca.

Jednak Ziemia obraca się wokół własnej osi znacznie szybciej niż znajdujący się nad nią Księżyc, co oznacza, że ​​działa również tarcie powodowane przez poruszające się poniżej baseny oceaniczne, wciągając wodę.

Oznacza to, że „kret” pochodzi z wody Porusza się nieco przed księżycem Na swojej orbicie, która próbuje go wypchnąć z powrotem.

To powoli wyczerpuje energię rotacyjną naszej planety, spowalniając jej obrót, podczas gdy Księżyc zyskuje energię i w ten sposób wznosi się na swojej orbicie.

To stopniowe spowolnienie rotacji naszej planety oznacza wydłużenie mniej więcej przeciętnego ziemskiego dnia 1,09 milisekundy na stulecie Jak wynika z najnowszych analiz, od końca XVII wieku.

Inne szacunki na podstawie wcześniejszych obserwacji zaćmień podają tę liczbę na nieco wyższą i wynoszącą 1,78 milisekundy na stulecie.

Choć wydaje się to nieistotne, na przestrzeni lat 4,5 miliarda lat historii Ziemi Oznaczało to ważną zmianę.

Uważa się, że Księżyc powstał mniej więcej w ciągu pierwszych 50 milionów lat po narodzinach Układu Słonecznego.

Najpowszechniej akceptowana teoria głosi, że zderzenie embrionalnej Ziemi z innym ciałem wielkości Marsa, znanym jako Theia, spowodowało wyparcie części materiału i gruzu, które połączyły się w to, co obecnie nazywamy Księżycem.

Z danych geologicznych zachowanych w gromadach skalnych na Ziemi jasno wynika, że ​​w przeszłości Księżyc znajdował się znacznie bliżej naszej planety niż obecnie.

Aktualnie księżyc 384 400 kilometrów ziemi.

Niedawne badania sugerują, że około 3,2 miliarda lat temu (kiedy płyty tektoniczne zaczęły się poruszać, a mikroorganizmy zamieszkujące oceany pochłaniały azot) Na „tylko” 270 tysiącach kilometrów.

„Ziemia, która obraca się szybciej, ma krótszy dzień, czyli 24 godziny Były dwa wschody i dwa zachody słońcamówi Tom Eulenfeld, geofizyk, który kierował badaniami na Uniwersytecie Friedricha Schillera w Jenie w Niemczech.

„Mogło to zmniejszyć różnicę temperatur między dniem i nocą i wpłynąć na biochemię organizmów fotosyntetyzujących” – dodaje.

Jednak badania takie jak jego pokazują, że tempo wakacji księżycowych również nie było stałe: z czasem przyspieszało i zwalniało.

Badania przeprowadzone przez Vaninę Lopez de Azarevic, geolog z Narodowego Uniwersytetu Salta w Argentynie, sugerują, że około 550 do 625 milionów lat temu Księżyc mógł oddalić się nawet… 2,8 cala (7 cm) rocznie.

„Prędkość, z jaką Księżyc oddalał się od Ziemi, z pewnością zmieniała się w czasie i będzie się zmieniać w przyszłości” – mówi Eulenfeld.

Jednak przez większą część swojej historii Księżyc zanikał w znacznie wolniejszym tempie niż obecnie.

W rzeczywistości żyjemy obecnie w okresie, w którym tempo zastoju jest niezwykle wysokie: Księżyc musiał oddalać się w obecnym tempie zaledwie przez rok. 1,5 miliarda lat Aby osiągnąć pozycję, w której jesteś dzisiaj.

Jednak proces ten zachodzi od chwili powstania Księżyca 4,5 miliarda lat temu, co sugeruje, że w przeszłości czasami przebiegał wolniej.

„w tym momencie Opór pływowy jest trzykrotnie większy niż można by się spodziewać” – mówi Waltham.

Dzieje się tak za sprawą Oceanu Atlantyckiego.

Zgodnie z obecną konfiguracją kontynentów Basen Północnoatlantycki ma dokładne proporcje, aby wygenerować efekt rezonansu, więc zawarta w nim woda porusza się tam i z powrotem z szybkością podobną do szybkości pływów.

To znaczy że Przypływy są większe. Jak wyjaśnia Waltham, pomyśl o pchaniu dziecka na huśtawce: podnosi się ono wyżej, jeśli każde pchnięcie jest zsynchronizowane z bieżącym ruchem.

„Gdyby Północny Atlantyk był nieco szerszy lub węższy, nie doszłoby do tego” – mówi Waltham. „Modele wydają się pokazywać, że jeśli cofniemy się o kilka milionów lat, siła pływów będzie mniejsza, ponieważ kontynenty znajdowały się w różnych pozycjach”.

Jednak w przyszłości prawdopodobnie będzie się to zmieniać. Modele przewidują, że nowy rezonans pływowy pojawi się po 150 milionach lat, a następnie zniknie po około 250 milionach lat, kiedy uformuje się nowy „superkontynent”.

Czy może istnieć przyszłość, w której Ziemia nie będzie już miała księżyca?

Nawet przy obecnym wysokim współczynniku załamań jest mało prawdopodobne, aby Księżyc całkowicie opuścił Ziemię.

Zniknięcie Słońca prawdopodobnie nastąpi na długo przed tym, jak to nastąpi, W ciągu około 5 000 do 10 000 milionów latJest prawdopodobne, że ludzkość wymarła dużo wcześniej.

Jednak w perspektywie krótkoterminowej ludzkość sama może przyczynić się do jeszcze większego wydłużenia dnia, zmniejszając ilość wody uwięzionej w lodowcach i czapach polarnych w wyniku topnienia spowodowanego zmianami klimatycznymi.

„Lód zasadniczo tłumi przypływy” – zauważa Waltham Około 600-900 milionów lat temuUważa się, że kiedy nasza planeta wkroczyła w szczególnie okres zlodowacenia, nastąpiło znaczne spowolnienie tempa wakacji księżycowych.

Jednak wpływ jest trudny do przewidzenia, ponieważ jego część zostanie zrównoważona przez odbijanie się mas lądowych w miarę zmniejszania się masy pokryw lodowych oraz inne komplikacje.

Teoretycznie następne pokolenie astronautów podróżujących na Księżyc w ramach programu Artemis NASA będzie mogło powiedzieć, że widziało swoją planetę z większej odległości niż ich poprzednicy w programie Apollo 60 lat temu (chociaż eliptyczna orbita Księżyca wokół Ziemi będzie prawdopodobnie ustalimy, że jest to jeszcze większe, gdyż odległość zmienia się o 43 000 km co 29 dni).

Jeśli chodzi o resztę z nas, nasze życie będzie zbyt krótkie, aby zauważyć miliardowe części sekundy dodawane do długości każdego mijającego dnia.