næsten 50 år siden mennesket først gik på månen, skubber menneskeheden endnu en gang fremad med forsøg på at lande på jordens satellit. Alene i år har Kina landet et robot rumfartøj på månens yderside, mens Indien er tæt på at lande et månekøretøj, og Israel fortsætter sin mission om at røre ned på overfladen på trods af nedbruddet af dets nylige venture. NASA har i mellemtiden meddelt, at den ønsker at sende astronauter til Månens sydpol inden 2024.,
men mens disse missioner søger at fremme vores viden om månen, arbejder vi stadig på at besvare et grundlæggende spørgsmål om det: hvordan endte det, hvor det er?
den 21.juli 1969 installerede Apollo 11-besætningen det første sæt spejle til at reflektere lasere rettet mod månen fra jorden. De efterfølgende eksperimenter udført ved hjælp af disse arrays har hjulpet forskere med at finde ud af afstanden mellem Jorden og månen i de sidste 50 år. Vi ved nu, at månens bane er blevet større med 3, 8 cm om året – den bevæger sig væk fra jorden.,
Denne afstand, og brugen af måne sten til dato månens dannelse til at 4.51 milliarder år siden, er grundlaget for den kæmpe effekt hypotese (teori om, at månen er dannet af rester efter en kollision tidligt i Jordens historie). Men hvis vi antager, at månens recession altid har været 3, 8 cm/år, er vi nødt til at gå 13 milliarder år tilbage for at finde et tidspunkt, hvor jorden og månen var tæt sammen (for månen at danne). Dette er alt for længe siden – men uoverensstemmelsen er ikke overraskende, og det kan forklares af verdens gamle kontinenter og tidevand.,
tidevand og recession
afstanden til månen kan knyttes til historien om Jordens kontinentale konfigurationer. Tabet af tidevandsenergi (på grund af friktion mellem det bevægende hav og havbunden) bremser planetens spin, hvilket tvinger månen til at bevæge sig væk fra den – månen går tilbage. Tidevandet styres i vid udstrækning af formen og størrelsen af Jordens havbassiner. Når jordens tektoniske plader bevæger sig rundt, ændres havgeometrien, og det gør tidevandet også. Dette påvirker Månens tilbagetog, så det ser mindre ud på himlen.,
dette betyder, at hvis vi ved, hvordan jordens tektoniske plader har ændret position, kan vi finde ud af, hvor månen var i forhold til vores planet på et givet tidspunkt.
Vi ved, at tidevandets styrke (og dermed recessionsraten) også afhænger af afstanden mellem Jorden og månen. Så vi kan antage, at tidevandet var stærkere, da månen var ung og tættere på planeten. Da månen hurtigt aftog tidligt i sin historie, tidevandet vil være blevet svagere og recessionen langsommere.,
Den detaljerede matematik, der beskriver denne udvikling blev først udviklet af George Darwin, søn af den store Charles Darwin, i 1880. Men hans formel producerer det modsatte problem, når vi indtaster vores moderne figurer. Det forudsiger, at Jorden og månen var tæt sammen kun 1,5 milliarder år siden. Dar .ins formel kan kun forenes med moderne skøn over månens alder og afstand, hvis dens typiske nylige recessionsrate reduceres til cirka en centimeter om året.
implikationen er, at nutidens tidevand skal være unormalt store, hvilket forårsager recessionsraten på 3, 8 cm., Årsagen til disse store tidevand er, at det nuværende Nordatlantiske Hav er lige den rigtige bredde og dybde for at være i resonans med tidevandet, så den naturlige svingningsperiode er tæt på tidevandet, så de kan blive meget store. Dette er meget som et barn på en gynge, der bevæger sig højere, hvis skubbet med den rigtige timing.
men gå tilbage i tiden – et par millioner år er nok – og Nordatlanten er tilstrækkelig forskellig i form til, at denne resonans forsvinder, og derfor vil Månens recessionsrate have været langsommere., Da pladetektonik flyttede kontinenterne rundt, og da afmatningen af Jordens rotation ændrede længden af dage og tidevandsperioden, ville planeten have glidet ind og ud af lignende tidevandstilstande. Men vi kender ikke tidevandets detaljer over lange perioder, og som et resultat kan vi ikke sige, hvor månen var i den fjerne fortid.
Sedimentopløsning
en lovende tilgang til at løse dette er at forsøge at opdage Milankovitch-cyklusser fra fysiske og kemiske ændringer i gamle sedimenter., Disse cyklusser opstår på grund af variationer i form og orientering af Jordens bane og variationer i orienteringen af jordens akse. Disse producerede klimacyklusser, såsom istiderne i de sidste par millioner år. de fleste Milankovitch-cyklusser ændrer ikke deres perioder over Jordens historie, men nogle påvirkes af jordens spin og afstanden til månen. Hvis vi kan opdage og kvantificere disse bestemte perioder, vi kan bruge dem til at estimere daglængde og jord-måneafstand på det tidspunkt, hvor sedimenterne blev deponeret., Indtil videre er dette kun blevet forsøgt for et enkelt punkt i den fjerne fortid. Sedimenter fra Kina antyder, at 1, 4 milliarder år siden var Earth-moon-afstanden 341.000 km (dens nuværende afstand er 384.000 km).
nu sigter vi mod at gentage disse beregninger for sedimenter på hundreder af placeringer, der er fastlagt på forskellige tidsperioder. Dette vil give en robust og næsten kontinuerlig registrering af månens recession i de sidste par milliarder år, og give os en bedre forståelse af, hvordan tidevand ændrede sig i fortiden., Sammen vil disse indbyrdes forbundne undersøgelser give et konsistent billede af, hvordan Earth-moon-systemet har udviklet sig gennem tiden.