Tip na článok
Mesiac: Kedysi bol k našej planéte oveľa bližšie, deň preto trval kratšie.

Dni na Zemi sú dlhšie – pre Mesiac

Vedci tvrdia, že dni na našej planéte sa postupne predlžujú preto, že náš prirodzený satelit sa od nás vzďaľuje.

Náš najbližší vesmírny spolupútnik je starý približne 4,5 miliardy rokov a je od nás vzdialený priemerne 384-tisíc kilometrov. Samozrejme, nepohybuje sa okolo našej planéty po dokonale kruhovej dráhe, ale skôr po elipse, takže od Zeme môže byť vzdialený len 363-tisíc kilometrov, avšak v najvzdialenejšej polohe až 406-tisíc kilometrov.

Hra s gravitáciou

Gravitačná príťažlivosť, ktorou Mesiac ovplyvňuje našu planétu, má zaujímavé dôsledky pre obe telesá. Môže nielen za príliv a odliv, ale čiastočne ovplyvňuje aj pohyb zemských litosférických dosiek. Z dôvodu tejto interakcie sa však Mesiac od našej planéty postupne vzďaľuje. Na vesmírne pomery absolútne slimačím tempom - necelé štyri centimetre za rok.

Zároveň má tento jav vplyv na hybnosť Zeme. Slapové sily spomaľujú rotáciu planéty približne o 1,7 milisekundy za storočie. Nesmieme zabudnúť aj čas merať vesmírnymi kritériami - ak rátame s miliardami rokov, storočie je doslova okamih. Ako však s nimi môžeme rátať, ak v takomto dlhom časovom horizonte zlyhávajú bežné metódy na posudzovanie veku?

Vesmír, čas a geológia: Profesor geológie Stephen Meyers opísal mechanizmus spomaľovania rotácie planéty v závislosti od vzdialenosti Mesiaca takto: „Keď sa Mesiac od našej planéty vzďaľuje, Zem sa ocitá v úlohe krasokorčuliara, ktorý svoju rotáciu pri piruete spomaľuje tak, že roztiahne ruky.“

„Pozrieť sa“ do minulosti vzdialenej viac než miliardu rokov po­dľa Meyersa pomáha nový vedecký prístup, nazvaný astrochronológia. „Jedným z našich cieľov bolo použiť tento nový prístup na určenie plynutia času vo veľmi vzdialenej minulosti, čo umožní definovať historické časové škály. Vďaka tomu môžeme študovať skaly staré miliardy rokov pomocou podobných mechanizmov, akými študujeme súčasné geologické procesy.“

Astrochronológia teda kombinuje astronomické teórie a pozorovania s pozemským geologickým výskumom s cieľom rekonštruovať vývoj slnečnej sústavy rovnako, ako dokážeme zo sedimentov určiť, aká klíma vládla na našej planéte pred stovkami miliónov rokov.

Mesiac a Zem

Pomocou astrochronológie však zistili ďalší zaujímavý fakt - Mesiac bol k našej planéte kedysi oveľa bližšie, jej rotácia bola rýchlejšia, čo vyústilo do toho, že deň na Zemi netrval 24 hodín ako dnes, ale bol výrazne kratší. Zistili to odborníci z americkej University of Wisconsin-Madison, ktorí na túto tému publikovali štúdiu.

Vzdialenosť Zem - Mesiac je dôležitá aj preto, že Mesiac, rovnako ako ďalšie telesá v slnečnej sústave, ovplyvňuje zemskú rotáciu a sklon jej osi. To bezprostredne ovplyvňuje, kam a koľko slnečného svitu dopadne na konkrétne miesta na Zemi, a teda priamo určujú lokálnu aj globálnu klímu na planéte. Hovorí sa tomu Milankovičove klimatické cykly.

Tieto klimatické cykly sú vpísané do štruktúry skál. Na základe ich analýzy vieme spätne rekonštruovať nielen klímu, ale aj vzťah medzi Zemou a Mesiacom pred miliónmi rokov. A funguje to. Ak to však chceme robiť miliardy rokov dozadu, narazíme na limity používanej metódy, využívajúcej na určenie veku rádioaktívne izotopy.

Mesiac a Zem: Takto našu planétu v popredí s mesačným povrchom zachytil koncom roku 2015 Lunar Reconnaissance Orbiter.
Mesiac a Zem: Takto našu planétu v popredí s mesačným povrchom zachytil koncom roku 2015 Lunar Reconnaissance Orbiter.
NASA/Goddard/Arizona State University

Úskalia metódy

To, čo spoľahlivo funguje milióny rokov dozadu, prestáva byť spoľahlivé, ak sa začneme pozerať naspäť v rádoch miliárd rokov. Nielen pre nepresnosti súvisiace s rádioizotopovou metódou určovania veku hornín, ale aj s nedostatkom informácií o stave a pohybe Mesiaca v dávnych dobách a javoch známych ako chaos v slnečnej sústave.

To je termín z teórie francúzskeho astronóma Jaqua Laskara, ktorý v roku 1989 názorne opísal, ako môžu relatívne slabé gravitačné sily medzi jednotlivými planétami v dlhom časovom horizonte vyústiť do destabilizácie celej slnečnej sústavy a planetárnych kolízií, pričom sa snažil ukázať, že tento systém má z hľadiska dlhodobej časovej perspektívy blízko skôr k označeniu chaotický než stabilný.

Na podobný problém pred pár rokmi narazil aj Meyers. Ak vezmeme do úvahy spomínaný fakt, že dnes sa Mesiac od Zeme vzďaľuje rýchlosťou približne štyri centimetre za rok, a budeme rátať s tým, že sa tak dialo aj stovky miliónov rokov, zistíme, že pred 1,4 miliardy rokov by Mesiac k Zemi musel byť tak blízko, že by ho gravitačné napätie medzi oboma telesami roztrhalo. Keďže je na oblohe ďalej, pričom je starý približne 4,5 miliardy rokov, niečo nefunguje.

Sofistikovaná štatiska

O tomto rozpore prednášal v roku 2016 na Kolumbijskej univerzite v Lamontovom-Dohertyho observatóriu. Medzi poslucháčmi vtedy bol miestny profesor Alberto Malinverno, ktorému napadlo, že tento problém by možno dokázal objasniť. Je totiž autorom štatistickej metódy umožňujúcej eliminovať neurčitosti v dlhodobej časovej perspektíve. Tá sa volá TimeOpt a kombinuje astronomické teórie, geologické dáta a sofistikovaný štatistický prístup, nazývaný Bayesova inverzná transformácia.

Nový komplexný prístup nazvali trochu komplikovane TimeOpt­MCMC a využili ho pri analýze dvoch vzoriek hornín, jednej starej 1,4 miliardy rokov, druhá mala 55 miliónov rokov.

Osemnásťhodinový deň: Metóda im umožnila oveľa presnejšie určiť nielen vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom, ale aj sklon zemskej osi, dĺžku dňa a dokonca tvar obežnej dráhy s pozoruhodne pravidelnými zmenami - od takmer kruhovej až po výrazne eliptickú - v cykloch trvajúcich približne 405-tisíc rokov.

Túto metódu použili vzápätí aj vedci z Nového Zélandu, ktorým sa vďaka nej podarilo ukázať a objasniť, aký vplyv má rotácia planéty okolo vlastnej osi a tvar jej orbity na evolučný cyklus a vyhynutie morských organizmov, nazývaných graptolity. Najzaujímavejším zistením však bolo zmienené upresnenie dĺžky pozemského dňa, ktorý pred 1,4 miliardy rokov trval skutočne len 18 hodín a vo vzdialenej budúcnosti bude trvať 25 hodín. Ale toho sa už nikto z nás nedožije, pretože to bude trvať približne 200 miliónov rokov.

VIDEO Plus 7 Dní