Gledajući mjesec na noćnom nebu, nikad ne biste pomislili da se polako udaljava od Zemlje. Ali mi znamo drugačije. Godine 1969. NASA-ine misije Apollo postavile su reflektirajuće ploče na Mjesec. Oni su pokazali da se Mjesec trenutno udaljava od Zemlje 3,8 cm svake godine. Ako uzmemo trenutnu stopu recesije Mjeseca i projiciramo je u prošlost, završit ćemo sa sudarom između Zemlje i Mjeseca prije oko 1,5 milijardi godina.
Međutim, Mjesec je formiran prije otprilike 4,5 milijardi godina, što znači da je trenutna stopa recesije loš vodič za prošlost. Zajedno s našim kolegama istraživačima sa Sveučilišta u Utrechtu i Sveučilišta u Ženevi, koristili smo kombinaciju tehnika kako bismo pokušali dobiti informacije o dalekoj prošlosti našeg Sunčevog sustava.
Nedavno smo otkrili savršeno mjesto za otkrivanje dugoročne povijesti našeg Mjeseca koji se povlači. I to nije od proučavanja samog Mjeseca, već od čitanja signala u drevnim slojevima stijena na Zemlji.
1
Čitanje između slojeva
san san ugrizao
U prekrasnom nacionalnom parku Karijini u zapadnoj Australiji, neki klanci probijaju se kroz 2,5 milijarde godina stare, ritmički naslagane sedimente. Ovi sedimenti su trakaste formacije željeza, koje se sastoje od prepoznatljivih slojeva minerala bogatih željezom i silicijevim dioksidom koji su nekoć bili taloženi na dnu oceana, a sada se nalaze na najstarijim dijelovima Zemljine kore.
Izloženosti litica na slapovima Joffre pokazuju kako se slojevi crvenkasto-smeđe željezne formacije debljine nešto manje od jednog metra izmjenjuju, u pravilnim intervalima, tamnijim, tanjim horizontima. Tamniji intervali sastoje se od mekšeg tipa stijena koji je podložniji eroziji. Pažljiviji pogled na izdanke otkriva prisutnost dodatno pravilne varijacije manjeg razmjera. Površine stijena, koje je uglačala sezonska riječna voda koja teče kroz klanac, otkrivaju uzorak izmjeničnih bijelih, crvenkastih i plavkasto-sivih slojeva.
Godine 1972. australski geolog A.F. Trendall postavio je pitanje o podrijetlu različitih razmjera cikličkih, ponavljajućih uzoraka vidljivih u tim drevnim slojevima stijena. Sugerirao je da bi obrasci mogli biti povezani s prošlim varijacijama u klimi izazvanim takozvanim 'Milankovitchevim ciklusima'.
2
Cikličke klimatske promjene
Milankovitchevi ciklusi opisuju kako male, periodične promjene u obliku Zemljine orbite i orijentacije njezine osi utječu na raspodjelu sunčeve svjetlosti koju Zemlja prima tijekom godina. Trenutno se dominantni Milankovićevi ciklusi mijenjaju svakih 400 000 godina, 100 000 godina, 41 000 godina i 21 000 godina.
Ove varijacije snažno kontroliraju našu klimu tijekom dugih vremenskih razdoblja. Ključni primjeri utjecaja Milankovićevog klimatskog utjecaja u prošlosti su pojava ekstremno hladnih ili toplih razdoblja, kao i vlažniji ili sušniji regionalni klimatski uvjeti.
3
Klimatske promjene koje utječu na Zemlju
testiraj sviđaš li se momku
Ove klimatske promjene značajno su promijenile uvjete na Zemljinoj površini, poput veličine jezera. Oni su objašnjenje za povremeno ozelenjavanje saharske pustinje i niske razine kisika u dubokom oceanu. Milankovićevi ciklusi također su utjecali na migraciju i evoluciju flore i faune, uključujući našu vlastitu vrstu. A potpisi tih promjena mogu se iščitati kroz cikličke promjene u sedimentnim stijenama. ae0fcc31ae342fd3a1346ebb1f342fcb
4
Snimljeni kolebanja
Udaljenost između Zemlje i Mjeseca izravno je povezana s učestalošću jednog od Milankovićevih ciklusa — ciklusa klimatske precesije. Ovaj ciklus proizlazi iz precesijskog gibanja (kolebanja) ili promjene orijentacije Zemljine osi vrtnje tijekom vremena. Ovaj ciklus trenutno traje oko 21.000 godina, ali bi to razdoblje bilo kraće u prošlosti kada je Mjesec bio bliže Zemlji.
To znači da ako prvo možemo pronaći Milankovitcheve cikluse u starim sedimentima, a zatim pronaći signal Zemljinog kolebanja i utvrditi njegov period, možemo procijeniti udaljenost između Zemlje i Mjeseca u vrijeme kada su sedimenti taloženi. Naše prethodno istraživanje pokazalo je da bi Milankovitchevi ciklusi mogli biti sačuvani u drevnoj trakastoj željeznoj formaciji u Južnoj Africi, podupirući tako Trendallovu teoriju. Trakaste željezne formacije u Australiji vjerojatno su taložene u istom oceanu kao i južnoafričke stijene, prije otprilike 2,5 milijarde godina. Međutim, cikličke varijacije u australskim stijenama bolje su izložene, što nam omogućuje proučavanje varijacija u puno višoj razlučivosti.
Naša analiza australske trakaste formacije željeza pokazala je da stijene sadrže višestruke skale cikličkih varijacija koje se približno ponavljaju u intervalima od 10 i 85 cm. Kombinirajući ove debljine sa brzinom taloženja sedimenata, otkrili smo da su se te cikličke varijacije događale otprilike svakih 11 000 godina i 100 000 godina. Stoga je naša analiza pokazala da je ciklus od 11 000 uočen u stijenama vjerojatno povezan s ciklusom klimatske precesije, koji ima mnogo kraće razdoblje od trenutnih ~21 000 godina. Zatim smo upotrijebili ovaj precesijski signal da izračunamo udaljenost između Zemlje i Mjeseca prije 2,46 milijardi godina.
Otkrili smo da je Mjesec tada bio oko 60.000 kilometara bliže Zemlji (ta je udaljenost oko 1,5 puta veća od opsega Zemlje). To bi trajanje dana učinilo mnogo kraćim nego što je sada, otprilike 17 sati umjesto trenutnih 24 sata.
5
Razumijevanje dinamike Sunčevog sustava
Istraživanja u astronomiji dala su modele za formiranje našeg sunčevog sustava i promatranja trenutnih uvjeta. Naša studija i neka istraživanja drugih predstavljaju jednu od rijetkih metoda za dobivanje pravih podataka o evoluciji našeg Sunčevog sustava i bit će presudna za buduće modele sustava Zemlja-Mjesec. Prilično je nevjerojatno da se prošla dinamika Sunčevog sustava može odrediti iz malih varijacija u drevnim sedimentnim stijenama.
Međutim, jedan važan podatak ne daje nam potpuno razumijevanje evolucije sustava Zemlja-Mjesec. Sada su nam potrebni drugi pouzdani podaci i novi pristupi modeliranju kako bismo pratili evoluciju Mjeseca kroz vrijeme. A naš istraživački tim već je započeo potragu za sljedećim nizom kamenja koji nam može pomoći da otkrijemo više tragova o povijesti Sunčevog sustava.
Ovaj je članak ponovno objavljen od Razgovor . Pročitajte izvorni članak ovdje .
sanjati da ima dugu kosu
