Без місяця було б досить незручно на землі NZZ

Без сонця як джерела енергії на землі ніколи не було б створено життя. Але і місяць - це більше, ніж просто прекрасний придаток. Якби його не було, то земля сьогодні була б іншою.

Небесне тіло для тих особливих моментів. (Зображення: Nasa/Джоель Ковскі)

Немає сумнівів - без Місяця життя на землі було б набагато тьмянішим. Хто хотів би пропустити ночі, коли на небі повний місяць, а земля виливається в тонке світло. І будь-хто, хто коли-небудь переживав повне місячне або сонячне затемнення, повинен буде визнати, що Місяць є небесним тілом для тих особливих моментів. Значення місяця не обмежується лише його естетичною привабливістю. Багато з того, що йому приписується, походить із сфери міфів. Але навіть якщо ви ігноруєте місячний календар, порушення сну тощо, ви можете запитати себе: якою була б земля без місяця?

Небесне тіло для тих особливих моментів. (Зображення: Nasa/Джоель Ковскі)

Немає сумнівів - без Місяця життя на землі було б набагато тьмянішим. Хто хотів би пропустити ночі, коли на небі повний місяць, а земля виливається в тонке світло. І будь-хто, хто коли-небудь переживав повне місячне або сонячне затемнення, повинен буде визнати, що Місяць є небесним тілом для тих особливих моментів. Значення місяця не обмежується лише його естетичною привабливістю. Багато з того, що йому приписується, походить із сфери міфів. Але навіть якщо ігнорувати місячний календар, розлади сну тощо, можна запитати себе: якою була б земля без місяця?

Навпаки, на запитання легко відповісти: без землі місяця не було б. Тому що Місяць до певної міри є нащадком землі. Наскільки нам відомо сьогодні, його формування відбулося завдяки щасливому факту, що Земля була вражена протопланетою розміром з Марс приблизно 4,5 мільярда років тому. Випас вистрілив подрібнені частини земної кори та мантії, а ударник також був частково зруйнований. Його серцевина пов’язана з тим, що залишилося від землі. Хмара уламків, навпаки, збиралася на орбіті і з часом там згущувалася, утворюючи місяць.

Приливні сили вм'ять землю

Порівняно велика маса Місяця (близько одного відсотка маси Землі) має прямі наслідки для Землі. Вони з’являються, коли ви стоїте на березі океану, де вода піднімається і опускається двічі за 24 години 49 хвилин. Причиною цього є припливні сили, які Місяць (і меншою мірою Сонце) діють на землю. Ці сили трохи деформують землю, так що дві опуклості утворюються збоку, спрямованому до Місяця, і стороні, що відходить від Місяця. Через обертання Землі ці приливні гори рухаються навколо земної кулі і періодично піднімають і опускають землю на кілька сантиметрів. Ви нічого не помічаєте на суші. Але водні маси Світового океану вільно пересуваються і переміщуються припливними горами. Так виникають припливи і відпливи.

Деякі морські істоти пристосували свої звички до цієї взаємодії припливів і відпливів. Тож для них місяць необхідний. Але Місяць впливає і на Землю в цілому. Оскільки морська вода, що хлюпається туди-сюди, генерує тепло тертя, Місяць позбавляє Землю енергії. В результаті обертання Землі сповільнюється, і дні стають довшими приблизно на 20 мікросекунд щороку. У той же час кутовий момент передається на Місяць. Як підтверджують вимірювання відстані за допомогою відбитого лазерного світла, Місяць щороку віддаляється від Землі на 3,8 сантиметра.

Це мінімальні зміни, які не мають негативного впливу на нас. Однак ці ефекти складаються на тривалих часових шкалах. Сьогодні передбачається, що незабаром після свого утворення Місяць обігнув землю на відстані від 20 000 до 30 000 кілометрів. Це навіть не десята частина його теперішньої відстані. Отже, припливні сили тоді мали бути набагато сильнішими, ніж сьогодні. Ретроспективно важко судити, чи це сприяло розвитку життя в морях.

Приливне тертя, яке уповільнює обертання Землі, залежить від багатьох факторів. Тому вже неможливо реконструювати, скільки саме тривав день 4,5 мільярда років тому. Імовірно тривалість дня була щонайбільше вдвічі меншою, ніж сьогодні, можливо, це було лише 5 годин. Певно, що 400 мільйонів років тому мали 400 днів. Це видно з копалин коралів, що жили тоді. Відповідно, день тоді мав би майже 22 години.

Опора проти хаосу

Однак, мабуть, найважливішим ефектом Місяця є те, що він стабілізує нахил земної осі. В даний час вісь нахилена на 23,5 градуса від екліптики. Ось чому літо і зима чергуються в двох півкулях. Але нахил змінюється. З періодом 41000 років він коливається вперед і назад від 22,1 до 24,5 градусів. Застосовується наступне: чим більше земна вісь нахилена до екліптики, тим більша різниця між порами року. Справді, цей цикл, здається, сприяє виникненню теплих і холодних періодів ускладненим чином.

Без місяця земна вісь коливалась би значно більше. Кілька років тому вважалося можливим, що зростаючий вплив Юпітера і Сатурна може нахилити земну вісь до 90 градусів протягом мільйонів років, якщо Місяць не протидіє цьому. Кліматичні наслідки будуть руйнівними. Замість полярних крижаних шапок навколо екватора буде крижаний опуклість. А в помірних широтах чергувались екстремальне літо та екстремальна зима. Мікроби, мабуть, були б у порядку з цим. Однак сумнівно, що за цих умов на землі розвивалося б вище життя.

Однак зараз вважається, що умови в нашій Сонячній системі зрештою не такі хаотичні. Навіть без Місяця нещодавні розрахунки показують, що нахил земної осі коливатиметься лише в діапазоні від 10 до 50 градусів. І навіть існували б довгі періоди в 500 мільйонів років, коли коливання були б обмежені інтервалом від 17 до 32 градусів. У цьому випадку кліматичні умови на землі все ще були б дуже незручними. Але, здається, існування Місяця не є важливим для розвитку вищого життя. Астрономи, які шукають позасонячні планети з умовами життя, повинні бути раді цьому почути.

А що далі із землею та місяцем? Безперечно, що Місяць і надалі віддалятиметься від Землі, а обертання Землі буде продовжувати сповільнюватися. Приблизно за 50 мільярдів років теоретично було б досягнуто точки, де Земля і Місяць синхронізували б свої рухи. Тоді Земля оберталася б із такою ж швидкістю, як Місяць, що обертається навколо Землі. Земний день був би в 47 разів довшим, ніж сьогодні. А місяць можна було побачити лише з одного боку землі.

Але так далеко не дійде. Тому що задовго до цього Сонце розшириться до червоного гіганта і зжере планети Меркурій та Венеру. Чи зможуть земля та місяць уникнути палаючого пекла, залежить від того, скільки маси втрачає сонце в цій фазі. Безперечно одне: Земля тоді стане зовсім іншою планетою, ніж сьогодні - із місяцем чи без нього.