Как слънцето ни спаси от това денят да е 65 часа

Въртенето на Земята постепенно се забавя благодарение на взаимодействието с Луната. Но преди 2 милиарда години е имало пауза в това забавяне, която е продължила около 1 милиард години.

Ново изследване сега не само обяснява тази пауза, но и изчислява колко дълъг би бил денят, ако тя не се беше случила. И отговорът е доста грандиозен.

От векове физиците знаят, че Луната се отдалечава от Земята и това причинява забавяне на въртенето на планетата ни, което прави деня по-дълъг. Неотдавна геолозите откриха доказателства, които ни позволяват да измерим дължината на деня в няколко момента от историята, разкривайки колко точно голямо е било това забавяне.

Скоростта на изменение не е константна величина, а се е променила, включително и във вече споменатата дълга пауза. Преди месец в статия бяха представени оценки за периода, през който това се е случило, и бяха обяснени причините за него. Друг екип в независимо изследване стига до доста сходни заключения за причините, въпреки че той определят времето малко по-различно. В новата си статия обаче те стигат по-далеч и изчисляват колко дълъг би бил денят днес, ако забавянето не беше намаляло.

Обяснението, което предлагат и двата екипа, е, че Слънцето ускорява въртенето на Земята, вместо да го забавя. През по-голямата част от историята на планетата ни тази сила е била много по-малка от тази на Луната, така че нетният ефект е бил въртенето да се забави почти толкова, колкото само под влиянието на Луната. Въпреки това през периода, който геолозите наричат „скучния милиард“, силата на Слънцето е била приблизително достатъчна, за да балансира тази на Луната.

Луната създава приливна издутина в океаните и, в по-малка степен, в атмосферата, а приливите и отливите създават триене с дъното. Луната също така дърпа издутината, която е повдигнала, и тъй като спътникът ни изостава от въртенето на планетата, двата ефекта създават съпротивление – което именно забавя въртенето на Земята.

„Слънчевата светлина също предизвиква атмосферен прилив със същия тип издутини“, казва авторът на изследването професор Норман Мъри от Университета в Торонто в изявление. „Гравитацията на Слънцето привлича тези атмосферни издутини, създавайки въртящ момент върху Земята. Но вместо да забави въртенето на Земята като Луната, то го ускорява.“ Луната се движи зад издутината, като я дърпа назад, докато въртенето на Земята кара Слънцето да изглежда, че се движи напред, като я дърпа напред.

Преди 1 милиард години атмосферата е била по-топла и съставена от различни газове. Съществували са и т. нар. собствени трептения (трептения, дължащи се на вътрешни за една система сили) в атмосферната система, които са наполовина по-дълги от деня. Всички тези неща са увеличавали силата на Слънцето, докато по-краткият ден по онова време е пречел на трептенията на лунните приливи и отливи.

„Все едно да буташ дете на люлка“ – каза Мъри. „Ако тласъкът ви и периодът на люлката не са в синхрон, то няма да се издигне много високо. Но ако те са в синхрон и вие бутате точно когато люлката спира в единия край на движението си, бутането ще увеличи инерцията ѝ и тя ще се издигне по-нагоре и по-нагоре.“ Бутането на точно кратно на естествения резонанс на системата също работи, както се случи, когато земната атмосфера имаше резонанс от 10 часа, а продължителността на деня беше 20 часа.

Ако не беше влиянието на Слънцето, голямо в периода на резонанса и малко преди и след него, денят щеше да се удължи от 10 часа, когато се е формирала Земята, до 65 часа днес, изчисляват авторите.

В такъв случай дните щяха да са много по-горещи, а нощите – много по-студени. Колкото и чудесно нещо да е еволюцията, съмнително е, че много видове биха могли да се справят с такива диви температурни колебания. Животът на Земята може и да не е съвсем никакъв, но вероятно щеше да е много по-слабо разпространен.

Макар далеч да не е най-неотложният или най-важният ефект от предизвиканото от човека затопляне, Мъри отбелязва, че ние самите също съвсем леко променяме продължителността на деня. „Тъй като повишаваме температурата на Земята с глобалното затопляне, ние също така правим резонансната честота по-висока – отдалечаваме атмосферата си от резонанса“, казва той. „В резултат на това въртящият момент от Слънцето е по-малък и следователно продължителността на деня ще се увеличи по-рано, отколкото би се случило в противен случай.“

Разбира се, за да направим повече от няколко милисекунди разлика, ще трябва да пържим планетата в продължение на хиляди години. Толкова силно нагряване почти сигурно е несъвместимо с оцеляването на човешката цивилизация, чийто колапс пък би довел до спиране на промените.