téměř 50 let od chvíle, kdy člověk poprvé kráčel po měsíci, lidská rasa opět tlačí vpřed pokusy přistát na zemském satelitu. Jen letos Čína přistála robotickou kosmickou loď na druhé straně měsíce, zatímco Indie je blízko přistání lunárního vozidla a Izrael pokračuje ve své misi, aby se dotkl povrchu, navzdory havárii svého nedávného podniku. NASA mezitím oznámila, že chce do roku 2024 vyslat astronauty na jižní pól měsíce.,
ale zatímco se tyto mise snaží dále rozvíjet naše znalosti o měsíci, stále pracujeme na odpovědi na základní otázku: jak to skončilo tam, kde je?
21. července 1969 posádka Apolla 11 nainstalovala první sadu zrcadel, aby odrážela lasery zaměřené na Měsíc ze země. Následné experimenty prováděné pomocí těchto polí pomohly vědcům zjistit vzdálenost mezi Zemí a měsícem za posledních 50 let. Nyní víme, že oběžná dráha Měsíce se zvětšuje o 3, 8 cm ročně – pohybuje se od země.,
tato vzdálenost a použití měsíčních hornin k dnešnímu dni formování měsíce před 4, 51 miliardami let jsou základem pro hypotézu Obřího dopadu (teorie, že měsíc se vytvořil z trosek po srážce brzy v historii země). Ale pokud budeme předpokládat, že lunární recese má vždy 3.8 cm/rok, musíme jít zpět 13 miliard let najít čas, kdy Země a měsíc byly blízko u sebe (za měsíc formě). To je příliš dávno – ale nesoulad není překvapující,a to by mohlo být vysvětleno starověkými světadíly a přílivy.,
příliv a recese
vzdálenost k měsíci může být spojena s historií kontinentálních konfigurací země. Ztráta přílivové energie (v důsledku tření mezi pohyblivým oceánem a mořským dnem) zpomaluje rotaci planety, což nutí měsíc, aby se od něj vzdálil – měsíc ustupuje. Přílivy jsou do značné míry řízeny tvarem a velikostí oceánských pánví země. Když se tektonické desky země pohybují, změní se geometrie oceánu a příliv také. To ovlivňuje ústup měsíce, takže se na obloze zdá menší.,
to znamená, že pokud víme, jak tektonické desky země změnily polohu, můžeme zjistit, kde byl měsíc ve vztahu k naší planetě v daném okamžiku.
víme, že síla přílivu (a tedy recese) závisí také na vzdálenosti mezi Zemí a Měsícem. Takže můžeme předpokládat, že přílivy byly silnější, když byl měsíc mladý a blíž k planetě. Jak měsíc rychle ustoupil na začátku své historie, přílivy budou slabší a recese pomalejší.,
Podrobná matematika, která popisuje tento vývoj, byla poprvé vyvinuta Georgem Darwinem, synem velkého Charlese Darwina, v roce 1880. Ale jeho vzorec vytváří opačný problém, když vstupujeme do našich moderních postav. Předpovídá, že země a Měsíc byly těsně před 1, 5 miliardami let. Darwinův vzorec lze sladit pouze s moderními odhady věku a vzdálenosti měsíce, pokud se jeho typická nedávná míra recese sníží na přibližně jeden centimetr za rok.
důsledkem je, že dnešní přílivy musí být abnormálně velké, což způsobuje míru recese 3, 8 cm., Důvodem těchto velkých přílivů je to, že současný severní Atlantický oceán je tou správnou šířkou a hloubkou, která má být v rezonanci s přílivem, takže přirozené období oscilace je blízké přílivu, což jim umožňuje získat velmi velké. Je to podobně jako dítě na houpačce, které se pohybuje výš, pokud je tlačeno správným načasováním.
ale vraťte se v čase-stačí několik milionů let-a severní Atlantik má dostatečně odlišný tvar, že tato rezonance zmizí, a tak bude míra recese měsíce pomalejší., Jak desková tektonika pohybovala kontinenty kolem, a jak zpomalení rotace Země změnilo délku dnů a období přílivu, planeta by vklouzla dovnitř a ven z podobných stavů silného přílivu. Podrobnosti o přílivu však neznáme po dlouhou dobu a v důsledku toho nemůžeme říci, kde byl měsíc v dávné minulosti.
roztok sedimentu
jedním slibným přístupem k vyřešení tohoto problému je pokusit se detekovat Milankovitchovy cykly z fyzikálních a chemických změn ve starých sedimentech., Tyto cykly vznikají kvůli změnám tvaru a orientace oběžné dráhy Země a změnám orientace zemské osy. Ty produkovaly klimatické cykly, jako jsou doby ledové posledních několika milionů let.
většina Milankovičových cyklů nemění svá období nad historií země, ale některé jsou ovlivněny rychlostí rotace Země a vzdáleností k Měsíci. Pokud dokážeme tyto konkrétní období detekovat a kvantifikovat, můžeme je použít k odhadu délky dne a vzdálenosti země a Měsíce v době, kdy byly sedimenty uloženy., Zatím se to v dávné minulosti pokoušelo jen o jediný bod. Sedimenty z Číny naznačují, že 1,4 miliardy lety vzdálenosti Země-měsíc byl 341,000 km (jeho aktuální vzdálenost je 384,000 km).
nyní se snažíme tyto výpočty opakovat pro sedimenty ve stovkách míst stanovených v různých časových obdobích. To poskytne robustní a téměř nepřetržitý záznam měsíční recese za posledních několik miliard let a poskytne nám lepší zhodnocení toho, jak se přílivy v minulosti změnily., Společně tyto vzájemně propojené studie vytvoří konzistentní obraz o tom, jak se systém Země-Měsíc vyvíjel v průběhu času.