Як життя впливає на швидкість обертання Землі
Існує багато факторів, які можуть впливати на швидкість обертання Землі навколо власної осі, і на диво, саме життя є одним із цих факторів, поряд із впливом Сонця та Місяця або атмосфери, згідно з матеріалами, опублікованими в останньому номері журналу Astrobiology. Space.com.
Наявність життя може впливати на швидкість обертання нашої планети, виділяючи в атмосферу такі гази, як кисень, згідно з новим дослідженням, яке координував Калеб Шарф, директор департаменту астробіології Колумбійського університету в Нью-Йорку.
Землі потрібно близько 24 годин, щоб завершити обертання навколо власної осі. Однак раніше наша планета оберталася набагато швидше, лише 2-3 години на день. Гравітаційне тяжіння Сонця і Місяця допомогло уповільнити це обертання протягом мільярдів років. Цей ефект відомий як "припливне гальмування", пише Agerpres.
Сьогодні швидкість обертання планети продовжує сповільнюватися, і тривалість дня збільшується приблизно на 1,8 мілісекунди на століття.
Попередні дослідження вказували на існування безлічі факторів, які, в свою чергу, можуть уповільнити або прискорити швидкість обертання Землі навколо власної осі. Наприклад, підвищення глобального рівня океану після танення крижаних шапок на полюсах може змінити нахил осі Землі, збільшуючи швидкість обертання Землі.
Атмосфера планети також впливає на тривалість днів. "Це дивно, але маса атмосфери Землі становить близько 50 трильйонів тонн, і тому протягом тривалих періодів часу, тисяч і навіть мільйонів років, вся ця маса і тертя, яке вона чинить на поверхні планети, може це мало ефект ", - пояснив Шарф.
"Уявіть, наприклад, що ми могли б магічним чином прискорити динаміку атмосфери, щоб у всьому світі вітер дув з ураганною силою безперервно і в одному напрямку протягом декількох століть. Поступово, тертям, цей вітер в кінцевому підсумку матиме чіткий вплив на обертання планети ", - додав він.
Звичайно, реальний вплив атмосфери на обертальний рух планети "набагато, набагато менш очевидний, але в геологічному масштабі часу вони можуть рахувати" і можуть збалансувати уповільнюючий ефект гравітаційної взаємодії Землі з Сонцем і Місяцем.
Атмосферна температура також може впливати на тривалість днів. "Коли зірка нагріває таку планету, як Земля, атмосфера реагує зміною тиску - гаряче повітря розширюється, холодне повітря стискається і відбуваються щоденні зміни розподілу маси в атмосфері. Таким чином, атмосферна маса перестає розподілятися рівномірно. навколо планети (.), а гравітаційні сили, що діють на Сонце і Місяць, діють сильніше на атмосферні райони, де накопичується більше маси ", - стверджує Шарф.
Сила зірок або місяців притягувати атмосферу планети, як правило, дає дуже малий ефект. Однак іноді швидкість, з якою зірка нагріває атмосферу планети, може "резонувати" або посилювати швидкість вібрації атмосфери, подібно до того, як соліст опери може досягти таких високих нот, що резонує зі склом і перерву. "Коли таке трапляється, розподіл маси в атмосфері змінюється більше", і гравітаційний вплив зірки та місяців стає сильнішим у районах, де більше маси.
У випадку із Землею "ми вважаємо, що таке явище сталося, коли тривалість дня становила 21 годину", а коливання розповсюдження атмосферної маси діяли проти уповільнюючого ефекту Місяця протягом сотень мільйонів років.
Шарф пояснив, як атмосфера може тонко впливати на швидкість обертання планети. Існування життя на планеті впливає на хімію атмосфери, виділяючи такі гази, як кисень, що виробляються рослинами завдяки фотосинтезу. Накопичення таких газів з часом впливає на те, як атмосфера нагрівається або охолоджується, і це, на думку Шарфа, може вплинути на швидкість обертання планети.
"Можливість того, що біологія, а точніше біосфера, буде суттєво впливати на обертання планети, змінюючи її атмосферний склад, - божевільна! Але це, здається, неможливість", - сказав він.
Існує кілька механізмів, за допомогою яких життя може впливати на швидкість обертання планети. Наприклад, ультрафіолетове світло може генерувати озон з атмосферного кисню. Озон "дуже добре поглинає сонячне світло і зігріває атмосферу (.) Уявіть планету, де щойно з’явилися форми кисню, що виробляють життя, планету, яка все ще швидко обертається. Озон утворює може "налаштувати" атмосферу так, щоб вона швидше резонувала, і таким чином діяти проти ефекту нормального уповільнення, що виникає в результаті гравітаційного взаємодії зі своєю зіркою та можливим місяцем.
"Майже кожне відкриття планетології за останні кілька десятиліть принесло щось нове, що змінило і розширило наше розуміння планет", - сказав Брайан Джексон, планетолог з Університету Бойсе, який не брав участі у дослідженні. Гіпотеза Шарфа "вводить ще одну цікаву ідею - що змінюючи атмосферу планети, біологія може впливати на її обертання. Хоча існує велика кількість змінних, які слід проаналізувати, гіпотеза дуже цікава і варта вивчення", - додав він.
Подальші дослідження в цій галузі будуть використовувати комп'ютеризовані 3D-моделі для моделювання клімату планети та перевірки цієї гіпотези. Тоді астрономи могли дізнатися, чи є шанс, що нещодавно відкрита екзопланета має біосферу, лише спостерігаючи за її швидкістю обертання.