Земные дни перестали удлиняться в течение миллиарда лет
Земные дни постепенно становятся длиннее, в основном благодаря Луне. Однако кажется, что это гораздо менее равномерный процесс, чем предполагалось, поскольку удлинение останавливалось по крайней мере один раз. В течение длительного периода, начавшегося около двух миллиардов лет назад, он мог полностью остановиться, что могло быть вызвано изменениями в атмосфере Земли.
Взаимодействия между Землей и Луной медленно отталкивают наш спутник, в процессе замедляя вращение Земли. В то время как основы физики этого можно преподавать в средней школе, способность зафиксировать скорость процесса очень сложна. На самом деле настолько сложно, что в новой статье, которая была опубликована в журнале Nature Geoscience, утверждается, что мы ошибались.
«Со временем Луна похитила энергию вращения Земли, чтобы вывести ее на более высокую орбиту дальше от Земли. Более медленное вращение неизбежно удлиняет день», — сказал автор исследования профессор Росс Митчелл из Китайской академии наук.
«Большинство моделей вращения Земли предсказывают, что продолжительность дня постоянно становилась все короче и короче в прошлом», — добавил автор исследования доктор Уве Киршер из Университета Кертина.
Митчелл и Киршер пришли к выводу, что после образования Луны земные дни сначала стали длиннее, но затем остановились примерно на 19 часов, прежде чем удлинение возобновилось.
Интересно, что период незначительных изменений или их отсутствия длился от двух до одного миллиарда лет назад. Это совпадает с эпохой, которую геологи называют «скучным миллиардом», потому что так мало произошло в период до внезапного взрыва многоклеточной жизни. Ученые не считают это совпадением.
Задержка произошла из-за того, что Луна — не единственный небесный объект, влияющий на наши дни. Солнечное тепло вызывает приливы в атмосфере, которые ускоряют вращение. В настоящее время солнечные приливы намного слабее лунных и лишь немного смягчают влияние Луны.
Однако, когда Луна была ближе, связь между Землей и Луной была слабее из-за более быстрого вращения Земли. Приливные частоты не резонировали с Землей в глобальном масштабе, препятствуя передаче энергии.
Митчелл и Киршер задались вопросом, могла ли сила Луны быть настолько маленькой какое-то время, что Солнце полностью нейтрализовало ее, и их статья подтверждает это. Даже при относительной слабости Луны для этого потребовалось бы более сильное солнечное влияние, которое авторы связывают с составом атмосферы того времени, когда уровень кислорода был низким, а озона высоким.
«Солнечные приливы возбуждаются поглощением солнечного света водяным паром и озоном», — сказал Митчелл. Это было возможно только в период между Великим событием окисления и повышением содержания O 2, которое стимулировало рождение животных, что снова сделало геологию интересной.
В документе объясняется, почему Луна способна воровать энергию вращения, потому что день намного короче, чем месяц, который требуется Луне для обращения вокруг Земли. «Океаническая приливная выпуклость Земли выталкивается вперед Луны. Это смещение оказывает крутящий момент на Луну», — пишут авторы в статье. На Марсе, напротив, Фобос, орбита которого короче марсианских суток, подтягивается к планете приливной выпуклостью, хотя этому процессу препятствует отсутствие водоемов.
Измерения продолжительности дня в прошлом традиционно основывались на тонких слоях осадочных пород в древних приливных илистых отмелях. Они могут быть настолько подробными, что можно подсчитать количество дней между месячными приливными циклами.
Немногие места достаточно четкие, чтобы их можно было использовать таким образом, и даже некоторые из них оспариваются, поэтому у нас есть только снимки продолжительности дня в определенные моменты.
Вместо этого Митчелл и Киршер использовали циклы Миланковича на орбите Земли. «Два цикла Миланковича, прецессия и наклон, связаны с колебанием и наклоном оси вращения Земли в космосе. Поэтому более быстрое вращение ранней Земли можно обнаружить в более коротких циклах прецессии и наклона в прошлом», — сказал Киршер.
Обсудим?
Смотрите также:
