Pri pohľade na mesiac na nočnej oblohe by ste si nikdy nepredstavovali, že sa pomaly vzďaľuje od Zeme. Ale my vieme inak. V roku 1969 misie NASA Apollo nainštalovali na Mesiac reflexné panely. Tie ukázali, že Mesiac sa v súčasnosti každý rok vzďaľuje od Zeme o 3,8 cm. Ak vezmeme aktuálnu rýchlosť recesie Mesiaca a premietneme ju späť v čase, skončíme s kolíziou medzi Zemou a Mesiacom asi pred 1,5 miliardami rokov.
Mesiac však vznikol asi pred 4,5 miliardami rokov, čo znamená, že súčasná miera recesie je zlým sprievodcom pre minulosť. Spolu s našimi kolegami výskumníkmi z Utrechtskej univerzity a Ženevskej univerzity sme pomocou kombinácie techník skúšali získať informácie o dávnej minulosti našej slnečnej sústavy.
Nedávno sme objavili ideálne miesto na odhalenie dlhodobej histórie nášho cúvajúceho Mesiaca. A nie je to zo štúdia samotného Mesiaca, ale z čítania signálov v starých vrstvách hornín na Zemi.
1
Čítanie medzi vrstvami
sníva o streľbe do hlavy
V krásnom národnom parku Karijini v západnej Austrálii sa niektoré rokliny prerezávajú cez 2,5 miliardy rokov staré, rytmicky vrstvené sedimenty. Tieto sedimenty sú pásové železné formácie, ktoré obsahujú výrazné vrstvy minerálov bohatých na železo a oxid kremičitý, ktoré sa kedysi hojne ukladali na dne oceánov a teraz sa nachádzajú na najstarších častiach zemskej kôry.
Expozície útesov pri vodopádoch Joffre Falls ukazujú, ako sa vrstvy červenohnedého železného útvaru s hrúbkou tesne pod jeden meter striedajú v pravidelných intervaloch s tmavšími a tenšími horizontmi. Tmavšie intervaly sú zložené z mäkšieho typu horniny, ktorá je náchylnejšia na eróziu. Bližší pohľad na odkryvy odhalí prítomnosť dodatočne pravidelnej variácie menšieho rozsahu. Skalné povrchy, ktoré boli vyleštené sezónnou riečnou vodou pretekajúcou roklinou, odkrývajú vzor striedajúcich sa bielych, červenkastých a modrosivých vrstiev.
V roku 1972 austrálsky geológ A.F. Trendall nastolil otázku o pôvode rôznych mierok cyklických, opakujúcich sa vzorov viditeľných v týchto starých horninových vrstvách. Navrhol, že vzory môžu súvisieť s minulými zmenami klímy vyvolanými takzvanými 'Milankovičovými cyklami.'
2
Cyklické klimatické zmeny
Milankovitchove cykly opisujú, ako malé, periodické zmeny tvaru zemskej obežnej dráhy a orientácie jej osi ovplyvňujú distribúciu slnečného svetla prijímaného Zemou v priebehu rokov. Práve teraz sa dominantné Milankovičove cykly menia každých 400 000 rokov, 100 000 rokov, 41 000 rokov a 21 000 rokov.
piesne s názvami ľudí v názve
Tieto variácie majú silnú kontrolu nad našou klímou počas dlhých časových období. Kľúčovými príkladmi vplyvu Milankovitchovej klimatickej sily v minulosti je výskyt extrémne studených alebo teplých období, ako aj vlhšie alebo suchšie regionálne klimatické podmienky.
3
Klimatické zmeny ovplyvňujúce Zem
Tieto klimatické zmeny výrazne zmenili podmienky na zemskom povrchu, napríklad veľkosť jazier. Sú vysvetlením pravidelného ekologizácie saharskej púšte a nízkej hladiny kyslíka v hlbokom oceáne. Milankovičove cykly tiež ovplyvnili migráciu a evolúciu flóry a fauny vrátane nášho vlastného druhu. A podpisy týchto zmien možno čítať prostredníctvom cyklických zmien v sedimentárnych horninách. ae0fcc31ae342fd3a1346ebb1f342fcb
4
Zaznamenané kolísanie
Vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom priamo súvisí s frekvenciou jedného z Milankovičových cyklov – cyklu klimatickej precesie. Tento cyklus vzniká precesným pohybom (kolísaním) alebo zmenou orientácie osi rotácie Zeme v priebehu času. Tento cyklus má v súčasnosti trvanie ~ 21 000 rokov, ale toto obdobie by bolo v minulosti kratšie, keď bol Mesiac bližšie k Zemi.
To znamená, že ak najskôr nájdeme Milankovičove cykly v starých sedimentoch a potom nájdeme signál o kolísaní Zeme a určíme jeho periódu, môžeme odhadnúť vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom v čase, keď sa sedimenty uložili. Náš predchádzajúci výskum ukázal, že Milankovitchove cykly môžu byť zachované v starodávnom pásovom železnom útvare v Južnej Afrike, čo podporuje Trendallovu teóriu. Pásovité železné útvary v Austrálii boli pravdepodobne uložené v rovnakom oceáne ako juhoafrické horniny, asi pred 2,5 miliardami rokov. Cyklické variácie v austrálskych horninách sú však lepšie exponované, čo nám umožňuje študovať variácie v oveľa vyššom rozlíšení.
najpredávanejšie romány všetkých čias
Naša analýza formácie austrálskeho pásového železa ukázala, že horniny obsahovali viaceré stupnice cyklických variácií, ktoré sa približne opakujú v intervaloch 10 a 85 cm. Pri kombinácii týchto hrúbok s rýchlosťou, akou sa sedimenty ukladali, sme zistili, že tieto cyklické zmeny sa vyskytli približne každých 11 000 rokov a 100 000 rokov. Naša analýza preto naznačila, že cyklus 11 000 pozorovaný v horninách pravdepodobne súvisí s cyklom klimatickej precesie, ktorý má oveľa kratšie obdobie ako súčasných ~ 21 000 rokov. Tento precesný signál sme potom použili na výpočet vzdialenosti medzi Zemou a Mesiacom pred 2,46 miliardami rokov.
Zistili sme, že Mesiac bol vtedy približne o 60 000 kilometrov bližšie k Zemi (táto vzdialenosť je asi 1,5-násobok obvodu Zeme). Tým by sa dĺžka dňa skrátila oveľa kratšie, ako je teraz, na približne 17 hodín namiesto súčasných 24 hodín.
5
Pochopenie dynamiky slnečnej sústavy
interpretácia snov hadov
Výskum v astronómii poskytol modely formovania našej slnečnej sústavy a pozorovania súčasných podmienok. Naša štúdia a niektoré výskumy iných predstavujú jednu z mála metód na získanie skutočných údajov o vývoji našej slnečnej sústavy a budú kľúčové pre budúce modely systému Zem-Mesiac. Je celkom úžasné, že minulú dynamiku slnečnej sústavy možno určiť z malých variácií v starých sedimentárnych horninách.
Jeden dôležitý údajový bod nám však nedáva úplné pochopenie vývoja systému Zem-Mesiac. Teraz potrebujeme ďalšie spoľahlivé údaje a nové prístupy k modelovaniu na sledovanie vývoja Mesiaca v čase. A náš výskumný tím už začal hľadať ďalšiu sadu hornín, ktoré nám môžu pomôcť odhaliť ďalšie stopy o histórii slnečnej sústavy.
Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia . Prečítajte si pôvodný článok tu .
