Мільярди років тому доба на Землі виглядала зовсім інакше, ніж сьогодні. Замість звичних 24 годин наша планета оберталася так, що один день тривав близько 19 годин — і цей ритм зберігався приблизно протягом цілого мільярда років. До такого висновку дійшли вчені, проаналізувавши давні геологічні записи та складні взаємодії між Місяцем, океанами й атмосферою Землі.
Чому дні зазвичай подовжуються
Зараз добре відомо, що обертання Землі поступово сповільнюється. Основна причина — припливи, які створює Місяць. Рух океанських мас діє як гальмо: частина енергії обертання втрачається, і доба стає трохи довшою. За оцінками NASA, цей процес додає до тривалості дня приблизно дві тисячні секунди за століття. На людських часових масштабах це майже непомітно, але за мільярди років ефект стає значним.
Однак нове дослідження показує, що цей процес не був рівномірним.
Геологічні «годинники» в камені
Геофізик Росс Мітчелл з Інституту геології та геофізики Китайської академії наук разом із колегою зібрав дані з десятків осадових порід по всьому світу, вік яких охоплює останні 2,5 мільярда років. У цих породах збереглися ритмічні шари, що відображають регулярні зміни обертання Землі та її орбіти — метод відомий як цикло-стратиграфія.
Аналіз показав несподівану картину: замість плавного уповільнення обертання існували довгі періоди «плато», коли тривалість доби майже не змінювалася. Найяскравіший із них — інтервал між приблизно 2 та 1 мільярдом років тому, коли день стабільно тривав близько 19 годин.
Рівновага між Місяцем і Сонцем
Причина цього феномена — у тонкому балансі сил. Окрім океанських припливів, на обертання Землі впливають і атмосферні припливи. Сонячне нагрівання щодня створює хвилі тиску в атмосфері, які, на відміну від океанських, можуть трохи прискорювати обертання планети.
Коли Земля оберталася достатньо швидко, щоб атмосферні припливи «потрапляли в резонанс» із 19-годинною добою, їхній прискорювальний ефект майже точно компенсував гальмування від Місяця. У результаті доба перестала подовжуватися на надзвичайно довгий час — майже на мільярд років.
Коротші дні та кисень
Цей дивний ритм мав важливі наслідки для життя. У той період основними виробниками кисню були фотосинтезуючі мікроорганізми — ціанобактерії, що утворювали щільні мати на мілководдях. Вони виділяли кисень удень і споживали його вночі, а загальний баланс залежав від тривалості світлового часу.
Експерименти та моделювання показали: за доби коротшої ніж 16 годин такі мікробні спільноти поглинали більше кисню, ніж віддавали. Довші дні сприяли накопиченню кисню, але «застигла» 19-годинна доба обмежувала цей процес. Це може пояснювати, чому рівень кисню на Землі довгий час залишався відносно низьким.
Лише після того, як планета вийшла з резонансу і доба почала подовжуватися до сучасних 24 годин, фотосинтез отримав більше часу щодня. Це створило умови для подальшого зростання кисню і, зрештою, для появи складніших форм життя.
Обертання Землі змінюється й сьогодні
Хоча мільярдолітні плато залишилися в далекому минулому, обертання Землі все ще не є абсолютно стабільним. Сучасні атомні годинники фіксують коливання тривалості доби на частки мілісекунди з року в рік. Вітри, океанські течії й навіть рухи розплавленого металу в ядрі планети можуть трохи прискорювати або сповільнювати обертання.
Дослідження цих дрібних змін показують, що внутрішні процеси Землі — зокрема рухи у зовнішньому ядрі, пов’язані зі змінами магнітного поля, — залишають свій «пульс» у тривалості доби.
Так само, як давні породи зберегли пам’ять про 19-годинні дні, сучасні мілісекундні коливання нагадують: Земля — жива динамічна система, чий ритм змінюється разом із її глибинами, океанами та небесними сусідами.
Джерело: portaltele.com.ua