Новое исследование предполагает, что в доисторическом прошлом Земля, возможно, застряла с 19-часовыми сутками на миллиард лет — и в этом была виновата Луна. Как сообщает Planet Today со ссылкой на опубликованное в журнале Nature Geoscience исследование, между 2 и 1 миллиардом лет назад полный день длился на пять часов меньше, чем сейчас, из-за того, насколько близко Луна находилась рядом с Землей.
С тех пор земные дни неуклонно становились длиннее, поскольку Луна удалялась от нашей планеты, замедляя вращение Земли.
«Со временем Луна похитила энергию вращения Земли, чтобы вывести ее на более высокую орбиту дальше от Земли», — говорится в заявлении ведущего автора исследования Росса Митчелла, геофизика из Института геологии и геофизики Китайской академии наук.
Однако в середине протерозойской эры Луна постоянно зависала на заданном расстоянии от Земли, останавливая продолжительность дня на уровне около 19 часов на 1 миллиард лет, прежде чем он в конечном итоге снова начал удлиняться, как показало исследование. Ученые называют этот временной период «скучным миллиардом» из-за относительной стабильности тектонической активности Земли, стабильного климата и более медленной биологической эволюции.
Для своего исследования исследователи использовали относительно новый геологический метод для измерения исторической продолжительности дня. Этот метод, известный как циклостратиграфия, фокусируется на изменении осадочных отложений горных пород. Циклостратиграфия помогает исследователям идентифицировать циклы Миланковича — изменения орбиты и вращения Земли, которые повлияли на климат планеты.
Анализ множества циклостратиграфических записей о циклах Миланковича позволил исследователям заглянуть в прошлое и определить, почему Луна так крепко прижималась к Земле в этот период времени. Они обнаружили, что ответ, вероятно, связан с приливами, влияющими на вращение планеты.
Гравитационное притяжение Луны контролирует океанские приливы Земли, тем самым замедляя вращение планеты. Однако Солнце также оказывает гравитационное притяжение в виде «солнечных атмосферных приливов», которые возникают, когда солнечный свет нагревает поверхность Земли и ускоряет вращение планеты. В настоящее время лунные приливы примерно в два раза сильнее солнечных атмосферных приливов, а это означает, что они больше влияют на скорость вращения Земли. Но во время «скучного миллиарда» Земля вращалась быстрее, что указывает на то, что гравитационное притяжение Луны было слабее, чем сейчас, согласно исследованию. Таким образом, в это время солнечные и лунные приливы совпадали более равномерно.
«Из-за этого, если бы в прошлом эти две противоположные силы стали равны друг другу, такой приливной резонанс привел бы к тому, что продолжительность земного дня перестала бы меняться и некоторое время оставалась постоянной», — говорит соавтор исследования Уве.
Исследование показало, что этот длительный период 19-часовых дней совпадает с аналогичным замедлением роста содержания кислорода в атмосфере в середине протерозойской эры, что, возможно, способствовало замедлению эволюции жизни на Земле в то время.