kozmos.hr
Znanost

Međuovisnost Mjeseca i Zemlje – nekad i danas

moon from atmosphere
objavljeno

Tim znanstvenika uspio je točno odrediti udaljenost Zemlje i Mjeseca prije 2.46 milijardi godina, a time i duljinu dana u dalekoj prošlosti našeg planeta.

Udaljavanje Mjeseca i duljina dana

Mjesec se sporije udaljava od Zemlje i Zemlja se sve sporije okreće oko svoje osi. Kako bi rekli nešto o tim promjenama u dalekoj prošlosti, geolozi koriste informacije pohranjene u stijenama i fosilima.

Međutim što dalje gledaju u prošlost, to je teže doći do tih informacija. Međunarodni tim znanstvenika sada je uspio točno odrediti udaljenost do Mjeseca prije 2.46 milijardi godina, koristeći takozvane Milankovićeve cikluse. Ovo je više od milijardu godina dalje u prošlost nego što je prije bilo moguće.

U svojoj studiji tim znanstvenika povezanih sa Sveučilištem Utrecht, Sveučilištem u Ženevi i Sveučilištem Quebec u Montrealu promatrao je vrlo drevnu vrstu sedimentnih stijena u zapadnoj Australiji, koje su poznate kao ‘trakaste željezne formacije’. U tim su naslagama pronašli pravilan uzorak slojeva bogatih željezom koji se izmjenjuju sa slojevima koji sadrže više gline.

Pravilne izmjene bijelih, crvenkasto-smeđih i sivo-plavih slojeva na skali od oko 10 cm, koje istraživači povezuju s ciklusom Zemljine osi. Prije 2.46 milijardi godina ciklus je imao mnogo kraće razdoblje nego danas (nekoć 11 000 godina, a danas oko 21 000 godina), zbog kraće udaljenosti Zemlja-Mjesec. Precizno razdoblje ciklusa, a time i udaljenost Zemlja-Mjesec, može se odrediti pomoću omjera debljine s ciklusima većeg razmjera (100 000 godina), vidljivih u pozadini s desne strane (©Frits Hilgen).
Pravilne izmjene bijelih, crvenkasto-smeđih i sivo-plavih slojeva na skali od oko 10 cm, koje istraživači povezuju s ciklusom Zemljine osi. Prije 2.46 milijardi godina ciklus je imao mnogo kraće razdoblje nego danas (nekoć 11 000 godina, a danas oko 21 000 godina), zbog kraće udaljenosti Zemlja-Mjesec. Precizno razdoblje ciklusa, a time i udaljenost Zemlja-Mjesec, može se odrediti pomoću omjera debljine s ciklusima većeg razmjera (100 000 godina), vidljivih u pozadini s desne strane (©Frits Hilgen).

Važnost istraživanja

Prema istraživačima ovaj karakterističan uzorak povezan je s periodičnim promjenama u obliku Zemljine orbite i orijentacije njezine osi vrtnje. Ove prošle varijacije su zauzvrat utjecale na distribuciju Sunčevog zračenja koje je Zemlja primala (Milankovićevi ciklusi), a time i na klimu.

I upravo su te klimatske fluktuacije naknadno zabilježene kao ciklički obrasci u geološkim zapisima. Međutim ono što je ovdje važno jest da se ovaj karakterističan obrazac ciklusa također postupno mijenjao tijekom vremena.

Ovaj sporiji pomak izravna je posljedica ‘evolucije plime i oseke’ sustava Zemlja-Mjesec, a time je također povezan s udaljenošću između Zemlje i Mjeseca u prošlosti.

Utjecaj Mjeseca

Kroz detaljnu analizu uzoraka ciklusa u slojevima stijena, znanstvenici su uspjeli rekonstruirati udaljenost između Zemlje i Mjeseca u vrijeme taloženja, prije 2.46 milijardi godina.

„Danas je ta udaljenost oko 384 300 kilometara. U prosjeku, naravno, jer Mjesec ne čini savršen krug oko Zemlje; njegova orbita je elipsa. Tijekom vremenskog intervala koji smo proučavali, udaljenost Zemlja-Mjesec bila je puno kraća: oko 321 800 kilometara,” objašnjavaju autori studije. Ispostavilo se da je ta udaljenost u skladu s poboljšanim modelom povijesti sustava Zemlja-Mjesec koji su nedavno objavili francuski astronomi. „Također je važno napomenuti da je naše tumačenje uzoraka u slojevima stijena u smislu Milankovićevih ciklusa potvrđeno datiranjem urana i olova iz vulkanskih minerala u uzorcima stijena,“ zaključili su.

Kraći dani

S vremenom se usporava i rotacija Zemlje oko svoje osi. To je odavno poznato, no znanstvenici su sada pronašla način da utvrdi koliko je dan trajao na ranoj Zemlji i došli do saznanja da je dan trajao 17 sati, umjesto sadašnjih 24.

U ranijoj studiji neki od članova sadašnjeg istraživačkog tima zajedno s kolegama iz Švicarske već su pokazali da je Zemljina klima je doživjela redovite promjene prije 2.5 milijarde godina zbog periodičnih promjena u obliku Zemljine orbite.

Je li Mjesec formiran u svega nekoliko sati?

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Margriet L. Lantink et al., „Milankovitch cycles in banded iron formations constrain the Earth-Moon system 2.46 billion years ago,“ PNAS (2022).

Margriet Lantink, Stephan van Meulebrouck (27. rujna 2022.), „The distance to the Moon and the length of the day 2.46 billion years ago,“ uu.nl (pristup 20. listopada 2022).

 

Pratite Kozmos na Google Vijestima.