17 ноя 2023 932

Когда-то земные сутки длились всего 19 часов

Мы привыкли к 24-часовому суточному циклу, но, если мы заглянем в глубокое прошлое Земли, то увидим, что когда-то дни были гораздо короче. Короткий день был следствием более близкого расположения Луны.

С течением времени Луна похищала вращательную энергию Земли, чтобы подняться выше и уйти на большее расстояние от Земли

— Росс Митчелл, геофизик Института геологии и геофизики Китайской академии наук и главный автор нового исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience.

Вместе с Митчеллом исследование проводил Уве Киршер, научный сотрудник в Куртинском университете в Австралии. Митчелл и Киршер обнаружили, что длина дня менялась не так равномерно, как они предполагали изначально.

Как исследователи измеряют древнюю длину дня? В прошлые десятилетия геологи использовали данные из особенных осадочных пород, сохраняющих очень тонкую растительность в приливных лугах. Если мы посчитаем число осадочных слоев в месяц, вызванных приливными колебаниями, мы узнаем число часов в древнем дне. Но такие данные о приливах редки и часто бывают оспорены. К счастью, есть и другой способ оценки длины дня.

Циклостратиграфия — геологический метод, который использует ритмичное осадочное слоение для обнаружения астрономических циклов Миланковича, которые отражают, как изменения орбиты и вращения Земли влияют на климат.

Два цикла Миланковича, прецессия и наклонность, связаны с дрожанием и наклоном оси вращения Земли в космосе. Более быстрый оборот ранней Земли можно обнаружить в более коротких прецессионных и нутационных циклах в прошлом

— Уве Киршер.

Митчелл и Киршер воспользовались недавним прорывом в данных Миланковича, где более половины информации о древних временах была сгенерирована за последние семь лет.

Мы поняли, что пришло время протестировать довольно эксцентричную, но вполне разумную альтернативную идею о палеовращении Земли

— Росс Митчелл.

Одна неподтвержденная теория заключается в том, что длина дня могла застыть на постоянном значении в далеком прошлом Земли. Помимо приливов в океане, связанных с притяжением Луны, на Земле также есть солнечные приливы, связанные с нагреванием атмосферы в течение дня.

Солнечные атмосферные приливы не так сильны, как лунные океанические приливы, но это не всегда было так. Когда Земля вращалась быстрее в прошлом, притяжение Луны было намного слабее. В отличие от притяжения Луны приливы солнца скорее толкают Землю. Поэтому, пока Луна замедляет вращение Земли, Солнце ускоряет его.

Из-за этого, если в прошлом эти две противоположные силы стали равными друг другу, такой приливный резонанс мог бы вызвать остановку изменения длины дня Земли и оставаться постоянным на некоторое время

— Уве Киршер.

И именно это показывают новые данные. Длина дня на Земле перестала увеличиваться и остановилась примерно на 19 часах около двух-одного миллиарда лет назад, отметил Митчелл.

Интересно, что остановка произошла между двумя крупнейшими повышениями уровня кислорода. Таким образом, новое исследование подтверждает идею о том, что подъем уровней кислорода на Земле должен был подождать долгое время, пока дни не станут длиннее, чтобы фотосинтезирующие бактерии могли производить больше кислорода каждый день.