Учёные выяснили, как увеличился день на Земле за миллиард лет
Особо занятым людям всегда кажется, что день проходит слишком быстро. Впрочем, как выяснили учёные, нужно быть благодарным тому, что мы имеем сегодня. Согласно недавнему исследованию, примерно миллиард лет назад день на Земле был на пять часов и 15 минут короче. Впрочем, это было задолго до того, как сложная форма жизни распространилась по планете.
И для тех, кто когда-либо мечтал об увеличении количества часов в сутках, у геологов есть хорошие новости: дни на Земле по-прежнему становятся длиннее.
По мере того как вращение Земли постепенно замедляется, Луна отдаляется от нашей планеты всё дальше. Стивен Мейерс (Stephen Meyers) из Висконсинского университета в Мадисоне и Альберто Малинверно (Alberto Malinverno) из Колумбийского университета подсчитали, что за последние 1,4 миллиарда лет Луна отдалилась от Земли на 44 тысячи километров, и сегодня дистанция между объектами составляет более 384 тысяч километров.
Иными словами, в прошлом день был значительно короче, поскольку Луна была намного ближе к Земле и, соответственно, вращение Земли вокруг своей оси было другим.
«По мере удаления Луны Земля становится похожа на вращающуюся фигуристку, которая замедляется, когда она вытягивает руки», — приводит аналогию Мейерс.
Ещё со школы мы знаем, что движение Земли в космическом пространстве зависит от других астрономических тел, оказывающих на неё влияние своей гравитацией. Физикам эти знания помогают определять вариации вращения Земли вокруг оси и колебания.
Эти вариации в совокупности известны как циклы Миланковича. Они определяют, в каких районах Земли и в каком количестве появляется солнечный свет, что также означает, что они определяют климатические ритмы планеты. Мейерс и Малинверно изучали эти колебания климата по горным породам, «записавшим» в себе информацию о сотнях миллионах лет истории.
Специалисты хотели определить изменения расстояния между Землёй и Луной, а также изменения орбиты нашей планеты, которые происходили в прошлом. Примечательно, что до настоящего времени учёным было трудно вычислить нужные показатели, если речь шла о времени более чем 50 миллионов лет назад.
Авторам новой работы помог статистический метод, который объединяет астрономическую теорию с геологическими наблюдениями. С его помощью Мейерс и Малинверно удалось лучше изучить геологическое прошлое Земли, реконструировать историю Солнечной системы и выявить древние изменения климата, зафиксированные в горных породах.
«Мы хотим научиться изучать камни, возраст которых составляет миллиарды лет, благодаря способу, который был бы сопоставим с тем, при помощи которого мы изучаем современные геологические процессы», — объясняет Мейерс.
Исследователи протестировали метод на двух стратиграфических горных слоях. Чтобы определить частоту циклов Миланковича в далёкой истории Земли, учёные рассмотрели соотношение меди и алюминия, связанные с климатическим изменением в морских отложениях формации Сямалин в Китае (возраст 1,4 миллиарда лет) и Китовом хребте (возраст 55 миллионов лет) в Южной Атлантике.
Используя такой подход, они смогли определить расстояние между Землей и Луной и продолжительность дня.
Так исследователи выяснили, что 1,4 миллиарда лет назад наша планета совершала полный оборот вокруг своей оси каждые 18 часов и 41 минуту.
Иными словами, в среднем продолжительность дня на Земле увеличивалась примерно на одну 74-тысячную долю секунды в год, начиная с докембрийского периода. Ожидается, что такая день будет и дальше становится длиннее.
«Нам было интересно реконструировать циклы Миланковича, поскольку они являются мощным инструментом для оценки истории нашей планеты и Солнечной системы. Они словно указатели на дороге, позволяющие нам ориентироваться в геологической истории», — говорит Мейерс.
Например, продолжает учёный, выявление циклов Миланковича в отложениях, охватывающих последние миллионы лет, коренным образом изменило представление о природе ледниковых эпох.
Что касается Луны, то она в будущем не будет отдаляться от нас бесконечно и в один прекрасный миг не попрощается с Землёй навсегда. В какой-то момент (и это произойдёт совсем не скоро) Селена достигнет неизменной точки, когда она будет видна только с одной половины планеты и никогда не будет видна с другой.
Авторы работы рассказали о результатах своей работы в статье, опубликованной в научном издании Proceedings of the National Academy of Sciences.