Dni na Ziemi będą coraz dłuższe, a to wszystko za sprawą Księżyca, który wpływa na rotację naszej planety – informują amerykańscy badacze. Z ich analiz wynika, że 1,4 miliarda lat temu doba była znacznie krótsza i trwała nieco ponad 18 godzin.
Nowe badania przeprowadzone na University of Wisconsin-Madison, w których dokonano rekonstrukcji historii związku naszej planety z Księżycem pokazują, że dzień na Ziemi nie zawsze trwał tyle co obecnie. Rezultaty prac naukowców ukazały się w piśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”.
Księżyc nieustannie oddala się od Ziemi o 3,82 centymetra rocznie. 1,4 miliarda lat temu, gdy Srebrny Glob był bliżej naszej planety, dzień trwał nieco ponad 18 godzin – wynika z analiz.
- Ziemia jest jak wirująca łyżwiarka figurowa, której obroty zwalniają, gdy wyciągają ramiona. Podobnie jest, gdy Księżyc oddala się od naszej planety – powiedział Stephen Meyers z University of Wisconsin-Madison, autor publikacji.
W artykule w PNAS naukowcy opisują narzędzia i metody łączące teorie astronomiczne z obserwacjami geologicznymi, aby spojrzeć wstecz na geologiczną przeszłość Ziemi, zrekonstruować historię Układu Słonecznego i zrozumieć pradawne zmiany klimatyczne zapisane w skałach. Podejście to nazywa się astrochronologią.
- Jedną z naszych ambicji było wykorzystanie astrochronologii do określenia czasu w najodleglejszej przeszłości, do opracowania geologicznych skal czasowych. Chcemy móc badać skały, które mają miliardy lat w sposób porównywalny do tego, jak badamy nowoczesne procesy geologiczne – wyjaśnił Meyers.
Wszystkie ciała w Układzie Słonecznym (i nie tylko) mają swoje pole grawitacyjne, które wpływa na inne pobliskie obiekty. Na ruch Ziemi w przestrzeni wpływ mają inne planety oraz Księżyc. Parametry pobliskich obiektów pomagają w określeniu zmian w rotacji Ziemi wokół własnej osi czy wartości kąta nachylenia osi Ziemi w stosunku do ekliptyki. Te zmienne są określane jako cykle Milankovicia, czyli okresowe zmiany w parametrach orbity Ziemi.
Mają one wpływa na nasłonecznienie określonych rejonów planety, co oznacza, że wpływają na klimat. Ten swoisty rytm klimatyczny znajdujący się w zapisach geologiczny i obejmuje miliony lat. I to za jego pomocą Meyers z zespołem dokonali analiz.
Ale badania okazały się bardzo trudne. Typowe metody geologiczne, takie jak datowanie radioizotopowe, nie zapewniają precyzji potrzebnej do identyfikacji cykli. Zwłaszcza jeśli mówimy o skali miliardów lat.
Wykorzystanie geologicznych zapisów wraz z danymi o prędkości, z jaką księżyc oddala się od Ziemi, pozwoliło Meyersowi na dokładniejsze prognozy historii Ziemi niż kiedykolwiek wcześniej. - Zapis geologiczny jest astronomicznym obserwatorium wczesnego Układu Słonecznego. Patrzymy na jego pulsujący rytm zachowany w skale – powiedział Meyers.
Zespół Meyersa przy pomocy Alberto Malinverno z Columbia University wspólnie opracował system TimeOptMCMC, który łączy teorię astronomiczną, dane geologiczne i podejście statystyczne zwane inwersją bayesowską. System został zastosowany do dwóch warstw skalnych: formacji Xiamaling sprzed 1,4 miliarda lat z północnych Chin i formacji liczącej sobie 55 milionów lat z Walvis Ridge na południowym Atlantyku. W ten sposób badacze uzyskali możliwość obliczenia odległości między Ziemią a Księżycem, zmiany orbity Ziemi, a nawet długości doby 1,4 miliarda lat temu.
Księżyc obecnie oddala się od Ziemi z prędkością 3,82 centymetrów rocznie. Wiemy, że nasz naturalny satelita ma 4,5 miliarda lat. Gdyby prędkość oddalania się Księżyca była stała, to 1,5 miliarda lat temu Srebrny Glob byłby na tyle blisko Ziemi, że zostałby rozerwany przez siły grawitacyjne planety. Jednak opracowane przez zespół Meyersa podejście pokazało, że niegdyś Księżyc oddalał się od Ziemi wolniej.
W przyszłości naukowcy chcą wykorzystać opracowaną metodę do rekonstrukcji ewolucji Układu Słonecznego.
Źródło: University of Wisconsin-Madison, fot. Fot. CC BY-ND 2.0/ Flickr/ Bluedharma
