nästan 50 år sedan människan först gick på månen, Driver mänskligheten återigen framåt med försök att landa på jordens satellit. I år ensam, Kina har landat en robot rymdfarkost på den bortre sidan av månen, medan Indien är nära att landa en lunar fordon, och Israel fortsätter sitt uppdrag att röra ner på ytan, trots kraschen av sin senaste satsning. NASA har under tiden meddelat att den vill skicka astronauter till månens Sydpolen av 2024.,
men medan dessa uppdrag försöker främja vår kunskap om månen arbetar vi fortfarande för att svara på en grundläggande fråga om det: hur hamnade det där det är?
den 21 juli 1969 installerade Apollo 11-besättningen den första uppsättningen speglar för att återspegla lasrar riktade mot månen från jorden. De efterföljande experimenten som utförts med hjälp av dessa arrayer har hjälpt forskare att utarbeta avståndet mellan jorden och månen under de senaste 50 åren. Vi vet nu att månens omloppsbana har blivit större med 3,8 cm per år – det rör sig bort från jorden.,
detta avstånd, och användningen av månstenar hittills månens bildning till 4,51 miljarder år sedan, är grunden för den gigantiska impact hypotesen (teorin att månen bildades från skräp efter en kollision tidigt i jordens historia). Men om vi antar att månens recession alltid har varit 3,8 cm / år, måste vi gå tillbaka 13 miljarder år för att hitta en tid då jorden och månen var nära varandra (för månen att bilda). Detta är alldeles för länge sedan – men obalans är inte förvånande, och det kan förklaras av världens gamla kontinenter och tidvatten.,
tidvatten och lågkonjunktur
avståndet till månen kan kopplas till historien om jordens kontinentala konfigurationer. Förlusten av tidvattenenergi (på grund av friktion mellan det rörliga havet och havsbotten) saktar planetens spinn, vilket tvingar månen att röra sig bort från den – månen recedes. Tidvattnet styrs till stor del av formen och storleken på jordens havsbassänger. När jordens tektoniska plattor rör sig, förändras havsgeometrin, och det gör tidvattnet också. Detta påverkar månens reträtt, så det verkar mindre på himlen.,
det betyder att om vi vet hur jordens tektoniska plattor har ändrat position kan vi räkna ut var månen var i förhållande till vår planet vid en viss tidpunkt.
vi vet att tidvattnets styrka (och så lågkonjunkturen) också beror på avståndet mellan jorden och månen. Så vi kan anta att tidvattnet var starkare när månen var ung och närmare planeten. När månen snabbt receded tidigt i sin historia, tidvattnet kommer att ha blivit svagare och lågkonjunkturen långsammare.,
den detaljerade matematiken som beskriver denna utveckling utvecklades först av George Darwin, son till den stora Charles Darwin, 1880. Men hans formel ger motsatt problem när vi matar in våra moderna figurer. Det förutspår att jorden och månen var nära varandra för bara 1,5 miljarder år sedan. Darwins formel kan endast förenas med moderna uppskattningar av månens ålder och avstånd om dess typiska senaste lågkonjunktur reduceras till ungefär en centimeter per år.
konsekvenserna är att dagens tidvatten måste vara onormalt stora, vilket orsakar recessionshastigheten på 3,8 cm., Anledningen till dessa stora tidvatten är att dagens Nordatlantiska hav är precis rätt bredd och djup för att vara i resonans med tidvattnet, så den naturliga oscillationsperioden ligger nära tidvattnet, så att de kan bli mycket stora. Detta är ungefär som ett barn på en gunga som rör sig högre om skjuts med rätt timing.
men gå tillbaka i tiden-några miljoner år räcker – och Nordatlanten är tillräckligt annorlunda i form att denna resonans försvinner, och så kommer månens lågkonjunktur att ha varit långsammare., När platttektonik flyttade kontinenterna runt, och när nedgången av jordens rotation förändrade längden på dagar och tidvattenperioden, skulle planeten ha glidit in och ut ur liknande starka tidvattenstillstånd. Men vi vet inte detaljerna i tidvattnet under långa tidsperioder och som ett resultat kan vi inte säga var månen var i det avlägsna förflutna.
sedimentlösning
ett lovande tillvägagångssätt för att lösa detta är att försöka upptäcka Milankovitchcykler från fysiska och kemiska förändringar i gamla sediment., Dessa cykler uppstår på grund av variationer i form och orientering av jordens omloppsbana, och variationer i orienteringen av jordens axel. Dessa producerade klimatcykler, som istiden under de senaste miljon åren.
de flesta Milankovitchcykler ändrar inte sina perioder över jordens historia, men vissa påverkas av jordens spinnhastighet och avståndet till månen. Om vi kan upptäcka och kvantifiera dessa specifika perioder kan vi använda dem för att uppskatta dagslängd och Jordmåneavstånd när sedimenten deponerades., Hittills har detta bara gjorts för en enda punkt i det avlägsna förflutna. Sediment från Kina tyder på att 1,4 miljarder år sedan var jordmånens avstånd 341 000 km (dess nuvarande avstånd är 384 000 km).
nu siktar vi på att upprepa dessa beräkningar för sediment på hundratals platser som fastställts vid olika tidsperioder. Detta kommer att ge en robust och nära kontinuerlig rekord av månens recession under de senaste miljarder åren, och ge oss en bättre uppskattning av hur tidvatten förändrats tidigare., Tillsammans kommer dessa inbördes studier att ge en konsekvent bild av hur Jordmånssystemet har utvecklats genom tiden.