Дните на Земята са спрели да се удължават за период от един милиард години

Удивително е, че продължителността на денонощието може да се е определяла от количеството кислород в земната атмосфера, което от своя страна се е определяло от изобилието на фотосинтезиращи организми.

Ваня Милева Последна промяна на 14 юни 2023 в 00:01 4329 0

600-милионни седиментни скали, в които са запазени циклите на Миланкович, са използвани за определяне на продължителността на древните денонощия на Земята.

Кредит Ross Mitchell

600-милионни седиментни скали, в които са запазени циклите на Миланкович, са използвани за определяне на продължителността на древните денонощия на Земята.

Дните на Земята бавно се удължават, най-вече благодарение на Луната. Изглежда обаче, че този процес е много по-неравномерен, отколкото се е предполагало, като удължаването е спирало поне веднъж. За един дълъг период, започнал преди около два милиарда години, то може да е спряло напълно - нещо, което може да е било предизвикано от промени в земната атмосфера.

Взаимодействието между Земята и Луната бавно изтласква нашия спътник, като по този начин забавя въртенето на Земята. Макар че физиката на този процес може да се изучи в гимназията, да се улови скоростта му е много трудно. Толкова е трудно, че в нова статия се твърди, че допускаме грешки.

"С течение на времето Луната краде енергията на въртене на Земята, за да я издигне на по-висока орбита, по-далеч от Земята", обяснява авторът на изследването професор Рос Мичъл (Ross Mitchell) от Китайската академия на науките.

По-бавното въртене неминуемо удължава денонощието.

"Повечето модели на въртенето на Земята предвиждат, че продължителността на денонощието е била последователно все по-къса назад във времето", добавя авторът на изследването д-р Уве Киршер (Uwe Kirscher) от Университета Къртин.

Вместо това обаче Мичъл и Киршер стигат до заключението, че след образуването на Луната дните на Земята първоначално са се удължавали, но след това са спрели на около 19 часа, преди удължаването да се възобнови.

Интригуващо е, че периодът на малка или никаква промяна е продължил от преди два до един милиард години. Това съвпада с епохата, която геолозите наричат "скучен милиард", защото толкова малко се е случило в периода преди внезапната експлозия на многоклетъчния живот. Двамата учени не смятат, че това е съвпадение.

Задържането е настъпило, защото Луната не е единственият небесен обект, който влияе на продължителността на нашето денонощието. Топлината от Слънцето предизвиква приливи и отливи в атмосферата, които ускоряват въртенето. Понастоящем слънчевите приливи и отливи са много по-слаби от лунните и само леко смекчават ефекта на Луната.

Докато Луната предизвиква приливите и отливите в океана, слънчевата топлина ги предизвиква в атмосферата, а те имат противоположни ефекти върху въртенето на Земята. Кредит: Nature Geoscience/ Mitchell and Kirscher

Въпреки това, когато Луната е била по-близо "връзката между Земята и Луната на база триене е по-слаба поради по-бързото въртене на Земята", разказва Мичъл пред IFLScience. Приливните честоти не са били в резонанс със Земята в глобален мащаб, което е възпрепятствало преноса на енергия.

Мичъл и Киршер се замислили дали силата на Луната може да е била толкова малка за известно време, че Слънцето напълно да я е анулирало, и тяхната статия потвърждава това. Дори при относителната слабост на Луната това би изисквало по-мощно слънчево влияние, което авторите обясняват със състава на атмосферата по онова време, когато нивата на кислород са били ниски, но озонът е бил висок.

"Слънчевите приливи и отливи се възбуждат от поглъщането на слънчевата светлина от водните пари и озона", посочва Мичъл пред IFLScience. Това е възможно само в периода между Голямото окислително събитие и повишаването на съдържанието на О2, което стимулира раждането на животни - правейки геологията отново интересна в този процес.

Еволюция на атмосферата. Кредит: The Physical Earth, Mitchell Beazley

Ако се вгледаме в най-древните пластове, които познаваме на Земята, от преди 620 милиона години, ще открием, че едно денонощие тогава е било малко по-дълго от 22 часа. Ако екстраполираме това приливно забавяне от времето към момента, когато е била създадена Земята, преди 4,5 милиарда години, ще открием, че един ден първоначално е бил само около 23 000 секунди или шест и половина часа. Формация Туше. Кредит: Wikimedia Commons/williamborg

В статията се обяснява, че причината, поради която Луната е в състояние да краде енергия от въртенето, е, че денонощието е много по-кратко от месеца, който е необходимо на Луната, за да обиколи Земята.

"Океанската приливна издутина на Земята е изтласкана напред от Луната. Това изместване упражнява въртящ момент върху Луната", пишат авторите в статията.

На Марс, напротив, Фобос - с орбита, по-кратка от марсианския ден - е притеглян по-близо до планетата от приливната издатина, въпреки че липсата на водни басейни възпрепятства този процес.

Измерванията на продължителността на денонощието в миналото традиционно се основават на фини седиментни слоеве в древни приливни кални басейни. Те могат да бъдат толкова подробни, че е възможно да се преброят дните между месечните приливни цикли.

Малко находища са достатъчно ясни, за да се използват по този начин, а дори някои от тях са спорни, така че разполагаме само с моментни данни за това колко дълъг е било денонощието в определени моменти.

В тази връзка Мичъл и Киршер използват циклите на Миланкович в орбитата на Земята. Циклите на Миланкович включват формата на земната орбита (нейния ексцентричност), ъгъла, под който земната ос е наклонена спрямо орбиталната равнина на Земята (нейната наклоненост) и посоката, в която е насочена оста на въртене на Земята (нейната прецесия).

"Следователно по-бързото въртене на ранната Земя може да се открие в по-кратките цикли на прецесия и наклоняване в миналото", коментира Киршер.

Справка: Mitchell, R.N., Kirscher, U. Mid-Proterozoic day length stalled by tidal resonance. Nat. Geosci. (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01202-6 

Източник: For A Billion Years, Earth’s Days Were Just 19 Hours Long, IFLScience

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !