Cum face Luna ca zilele să fie mai lungi pe Pământ/ Legătura dintre maree și viteza de rotație a planetei noastre

Cu miliarde de ani în urmă, ziua medie pe Pământ dura mai puțin de 13 ore și continuă să se prelungească. Motivul principal este relația dintre Lună și oceanele noastre, scrie BBC.

De-a lungul istoriei omenirii, Luna a fost o prezență permanentă și semnificativă deasupra Pământului. Forța sa gravitațională blândă stabilește ritmul mareelor, în timp ce lumina sa palidă influențează viața nocturnă a multor specii. Civilizații întregi și-au stabilit calendarele în funcție de mișcările Lunii, iar unele animale – cum ar fi gândacii de bălegar – folosesc lumina soarelui care se reflectă pe suprafața Lunii pentru a se orienta.

Mai important, conform unor teorii, este posibil ca Luna să fi contribuit la crearea condițiilor care fac posibilă viața pe planeta noastră și chiar să fi contribuit la apariția vieții pe Pământ. Se crede că orbita sa excentrică în jurul planetei noastre ar juca un rol și în unele dintre sistemele meteorologice importante care ne domină viața astăzi.

Dar și Luna ne scapă din mână.

În timp ce își execută dansul în jurul Pământului – învârtindu-se în cerc, dar niciodată făcând piruete, motiv pentru care nu vedem decât o parte a Lunii – aceasta se îndepărtează treptat de planeta noastră într-un proces cunoscut sub numele de „recesiune lunară”. Prin lansarea de lasere în reflectoarele amplasate pe suprafața lunară de către astronauții misiunilor Apollo, oamenii de știință au reușit recent să măsoare cu o precizie extremă viteza cu care Luna se retrage.

Ei au confirmat că Luna se îndepărtează cu 3,8 cm în fiecare an. Pe măsură ce face acest lucru, zilele noastre devin din ce în ce mai lungi.

„Este vorba despre maree”, spune David Waltham, profesor de geofizică la Royal Holloway, Universitatea din Londra, care studiază relația dintre Lună și Pământ. „Rezistența mareelor asupra Pământului îi încetinește rotația, iar Luna câștigă această energie sub formă de moment cinetic”.

În esență, pe măsură ce Pământul se rotește, gravitația Lunii, care orbitează deasupra, trage de oceane pentru a crea maree înalte și joase. Aceste maree reprezintă, de fapt, o „umflătură” de apă care se extinde în formă eliptică atât spre, cât și departe de gravitația Lunii. Însă Pământul se învârte pe axa sa mult mai repede decât orbitează Luna deasupra sa, ceea ce înseamnă că fricțiunea bazinelor oceanice care se mișcă dedesubt acționează, de asemenea, pentru a trage apa.

Asta înseamnă că apa se deplasează puțin mai repede în direcția opusă față de Lună, care încearcă să o tragă înapoi. Această „competiție” consumă încet energia de rotație a planetei noastre, încetinindu-i rotirea, în timp ce Luna câștigă energie, determinând-o să se deplaseze pe o orbită mai înaltă.

Această frânare progresivă a rotației planetei noastre înseamnă că durata medie a unei zile terestre a crescut cu aproximativ 1,09 milisecunde pe secol de la sfârșitul secolului al XVII-lea, conform celei mai recente analize.

Deși nu pare a fi o schimbare prea mare, pe parcursul celor 4,5 miliarde de ani de când s-a format Pământul, aceste mici modificări duc la o schimbare profundă.

Luna s-ar fi format în primii aproximativ 50 de milioane de ani de la nașterea sistemului solar. Cea mai populară teorie este că o coliziune între Pământul embrionar și un alt obiect de mărimea planetei Marte, cunoscut sub numele de Theia, a desprins o bucată de material și resturi care s-au contopit în ceea ce numim acum Luna.

Ceea ce reiese clar din datele geologice păstrate în straturi de roci de pe Pământ este că Luna a fost mult mai aproape de Pământ în trecut decât este astăzi.

În prezent, Luna se află la 384.400 km distanță de noi, pe Pământ. Însă un studiu recent sugerează că în urmă cu aproximativ 3,2 miliarde de ani – în momentul în care plăcile tectonice începeau să se miște, iar microorganismele care locuiau în oceane înghițeau azot – Luna se afla la doar 270 000 km de Pământ, adică la aproximativ 70% din distanța actuală.

„Pământul care se rotea mai repede scurta durata zilei, astfel încât [într-o perioadă de 24 de ore] existau două răsărituri și două apusuri de soare, nu doar unul, ca în prezent”, spune Tom Eulenfeld, un geofizician care a condus studiul la Universitatea Friedrich Schiller din Jena, în Germania.

„Acest lucru ar fi putut reduce diferența de temperatură dintre zi și noapte și ar fi putut afecta biochimia organismelor fotosintetice”.

Cu toate acestea, studii precum acesta arată că rata de retragere a Lunii nu a fost nici ea constantă, ci a accelerat și a încetinit de-a lungul timpului. Un studiu realizat de Vanina López de Azarevich, geolog la Universitatea Națională din Salta, Argentina, sugerează că, în urmă cu aproximativ 550-625 de milioane de ani, Luna s-ar fi putut retrage cu până la 7 cm pe an.

„Viteza cu care Luna se îndepărta de Pământ s-a schimbat cu siguranță de-a lungul timpului și așa va fi și în viitor”, spune Eulenfeld.

Cu toate acestea, în cea mai mare parte a istoriei sale, Luna s-a îndepărtat cu o viteză mult mai mică decât în prezent.

De fapt, trăim în prezent într-o perioadă în care rata de retragere este neobișnuit de mare – Luna ar fi trebuit să se retragă în ritmul actual timp de 1,5 miliarde de ani pentru a ajunge în poziția sa actuală. Dar procesul are loc încă de la formarea Lunii, în urmă cu 4,5 miliarde de ani, deci a fost în mod clar mult mai lent în anumite momente din trecut.

„Rezistența mareelor în acest moment este de trei ori mai mare decât ne-am aștepta”, spune Waltham.

Acest fenomen s-ar putea datora mărimii Oceanului Atlantic.

Configurația actuală a continentelor înseamnă că bazinul Oceanului Atlantic de Nord se întâmplă să aibă exact proporțiile potrivite pentru a genera un efect de rezonanță, astfel încât apa pe care o conține se mișcă înainte și înapoi la o viteză apropiată de cea a mareelor. Acest lucru înseamnă că mareele sunt mai mari decât ar fi altfel. După cum spune Waltham, e ca atunci când suntem împinși pe un leagăn – putem ajunge tot mai sus cu fiecare impuls, dacă fiecare împingere este sincronizată cu mișcarea existentă.

„Dacă Atlanticul de Nord ar fi puțin mai lat sau mai îngust, acest lucru nu s-ar întâmpla”, spune Waltham. „Modelele par să arate că, dacă ne întoarcem cu câteva milioane de ani în urmă, forța mareelor scade imediat, deoarece continentele erau în poziții diferite.”
Dar este probabil ca acest lucru să continue să se schimbe în viitor. Modelele prezic că o nouă rezonanță a mareelor va apărea peste 150 de milioane de ani, iar apoi va dispărea peste aproximativ 250 de milioane de ani, odată cu formarea unui nou „supercontinent”.

Așadar, am putea avea în cele din urmă un viitor în care Pământul să nu mai aibă Lună?

Chiar și la rata actuală ridicată de retragere, este puțin probabil ca Luna să părăsească vreodată Pământul în întregime. Dispariția cataclismică a Soarelui va interveni probabil cu mult înainte ca acest lucru să se întâmple, în aproximativ 5-10 miliarde de ani. Omenirea va fi probabil dispărută cu mult înainte de acea dată.

Cu toate acestea, pe termen mai scurt, omenirea însăși poate juca un rol în prelungirea zilelor prin reducerea cantității de apă blocată în ghețari și calote glaciare din cauza topirii cauzate de schimbările climatice.

„Practic, gheața suprimă mareele”, spune Waltham, menționând că în urmă cu aproximativ 600-900 de milioane de ani, când se crede că planeta noastră a intrat într-o perioadă deosebit de geroasă, cunoscută sub numele de „Snowball Earth”, a existat o încetinire dramatică a ratei de retragere a Lunii. Cu toate acestea, impactul este greu de prezis, deoarece o parte din această scădere va fi contracarată de refacerea maselor terestre pe măsură ce greutatea straturilor de gheață este ridicată de pe ele, precum și de alte complicații.

În teorie, următoarea generație de astronauți care vor zbura spre Lună în cadrul programului Artemis al Nasa ar putea spune că și-au privit planeta natală de la o distanță mai mare decât predecesorii lor din programul Apollo de acum 60 de ani (deși punctul în care vor ajunge în timpul orbitei eliptice a Lunii în jurul Pământului va determina probabil mai mult acest lucru – distanța dintre cel mai apropiat și cel mai îndepărtat punct variază cu 43 000 km la fiecare 29 de zile).

Pentru restul dintre noi, viața este mult prea scurtă pentru a observa microsecundele care se adaugă la durata fiecărei zile care trece.