Kako Mesec utiče na dužinu dana na Zemlji

Tokom ljudske istorije Mesec je bio neraskidivo, sablasno prisutan iznad Zemlje. Njegova nežna gravitaciona sila postavlja ritam plime, dok njegova bleda svetlost osvetljava noćne aktivnosti mnogih vrsta. Čitave civilizacije su postavile svoje kalendare na osnovu njegovog ritma rasta i nestajanja, a neke životinje – kao što su balegari – koriste sunčevu svetlost koja se odbija od Mesečeve površine da bi im pomogla u navigaciji.

Što je još važnije, Mesec je možda pomogao da se stvore uslovi koji omogućavaju život na našoj planeti, a prema nekim teorijama, možda je čak i pomogao da se pokrene život na Zemlji. Smatra se da njegova ekscentrična orbita oko naše planete takođe igra ulogu u nekim od važnih vremenskih sistema koji danas dominiraju našim životima.

Ali Mesec nam i dalje izmiče iz ruku

Dok izvodi svoj fino izbalansirani astro-balet oko Zemlje – kruži, ali nikada ne pravi piruete, zbog čega uvek vidimo samo jednu njegovu stranu – postepeno se udaljava od naše planete u procesu poznatom kao „lunarna recesija“. Ispaljivanjem lasera sa reflektora koje su astronauti iz misije Apolo postavili na površinu Meseca, naučnici su nedavno bili u mogućnosti da sa preciznošću izmere koliko se brzo Mesec povlači.

Oni su potvrdili da se Mesec svake godine udaljava za 3,8 centimetara. I kako to čini da naši dani postaju sve duži.

„Sve je u vezi sa plimom", kaže Dejvid Voltam, profesor geofizike na Rojal Holoveju, Univerzitet u Londonu, koji proučava odnos Meseca i Zemlje. „Plimni otpor na Zemlji usporava njenu rotaciju i Mesec dobija tu energiju kao ugaoni moment.“

U suštini, kako se Zemlja rotira, gravitacija Meseca vuče okeane i stvara plimu i oseku. Ove plime su u stvari „izbočina“ vode koja se pruža u eliptičnom obliku prema gravitaciji Meseca i od nje. Ali Zemlja se okreće oko svoje ose mnogo brže nego što Mesec kruži oko nje, što znači da trenje iz okeanskih basena koji se kreću ispod takođe deluje i vuče vodu zajedno sa sobom. To znači da se izbočina pomera malo ispred Meseca u svojoj orbiti, koji pokušava da ga povuče unazad. Ovo polako iscrpljuje energiju rotacije naše planete, usporavajući njeno okretanje dok Mesec dobija energiju, što dovodi do njegovog pomeranja u višu orbitu.

Ovo postepeno kočenje u okretanju naše planete znači da se dužina prosečnog zemaljskog dana povećala za oko 1,09 milisekundi po veku od kasnih 1600-ih, prema najnovijoj analizi. Druge procene navode malo višu, od oko 1,78 milisekundi po veku, oslanjajući se na starija posmatranja pomračenja.

Iako ništa od ovoga ne zvuči dramatično mnogo, tokom Zemljine istorije od četiri i po milijarde godina, to dovodi do značajnih promena.

Smatra se da je Mesec nastao u prvih 50 miliona godina nakon rođenja Sunčevog sistema. Najšire prihvaćena teorija je da je sudar između embrionalne Zemlje i drugog objekta veličine Marsa, poznatog kao Teja, otcepio komad materijala i krhotina koji su se spojili u ono što sada zovemo Mesec. Ono što je jasno iz geoloških podataka sačuvanih u stenama na Zemlji jeste da je Mesec bio mnogo bliži Zemlji u prošlosti nego danas.

Mesec se trenutno nalazi 384.400 kilometara od Zemlje. Ali jedna nedavna studija ukazuje na to da je pre oko 3,2 milijarde godina – baš kada su tektonske ploče počele da se pomeraju i mikroorganizmi koji žive u okeanima gutali azot – Mesec bio samo 270.000 kilometara daleko od Zemlje, ili na oko 70 odsto od trenutne udaljenosti.

„Zemlja koja se brže rotira skratila je dužinu dana tako da su [u periodu od 24 sata] bila dva izlaska i dva zalaska sunca, a ne samo po jedan kao danas", kaže Tom Julenfeld, geofizičar koji je vodio studiju na Univerzitetu „Fridrih Šiler" u Jeni, u Nemačkoj. „Ovo je možda smanjilo temperaturnu razliku između dana i noći, a možda i uticalo na biohemiju fotosintetskih organizama."

Međutim, studije poput njegove otkrivaju da ni stopa lunarne recesije nije bila konstantna – ona se vremenom ubrzavala i usporavala. Jedna studija Vanine Lope de Azarević, geologa sa Nacionalnog univerziteta Salta u Argentini, sugeriše da se pre oko 550–625 miliona godina Mesec povlačio za čak sedam centimetara godišnje.

„Brzina kojom se Mesec udaljavao od Zemlje definitivno se promenila tokom vremena i to će činiti i u budućnosti", kaže Julenfeld. Međutim, tokom većeg dela svoje istorije, Mesec se udaljavao mnogo sporijim tempom nego trenutno.

U stvari, trenutno živimo u periodu kada je stopa recesije neuobičajeno visoka – Mesecu bi za povlačenje trenutnom brzinom bilo potrebno samo milijardu i po godina da bi dostigao sadašnju poziciju. Ali taj proces se odvija od formiranja Meseca pre četiri i po milijarde godina, tako da je očigledno bio mnogo sporiji u nekim tačkama u prošlosti.

„Plimni otpor trenutno je tri puta veći nego što bismo mogli očekivati", kaže Voltam. Razlog može biti u veličini Atlantskog okeana.

Trenutna konfiguracija kontinenata znači da basen severnog Atlantskog okeana ima tačno idealne proporcije da bi stvorio efekat rezonancije, tako da voda koju sadrži pljuska napred-nazad brzinom bliskom brzini plime i oseke. To znači da su plime veće nego što bi inače bile. Kao što Voltam kaže, zamislite da gurate dete na ljuljašci – ono se odbacuje sve više ako je svaki pritisak tempiran sa postojećim pokretom.

„Da je severni Atlantik malo širi ili uži, to se ne bi dogodilo", kaže Voltam. „Čini se da modeli pokazuju da ako se vratite nekoliko miliona godina unazad, snaga plime odmah opada jer su kontinenti bili u različitim položajima.

Ali verovatno će nastaviti da se menja u budućnosti. Naučnici na osnovu modela predviđaju da će se nova plimna rezonanca pojaviti za 150 miliona godina od sada, a zatim će nestati za oko 250 miliona godina kada se formira novi „superkontinent".

Dakle, da li ćemo možda u budućnosti ostati bez Meseca?

Čak i pri visokoj trenutnoj brzini povlačenja, malo je verovatno da će Mesec ikada u potpunosti napustiti Zemlju. Sama katastrofalna propast Sunca će verovatno intervenisati mnogo pre nego što se to dogodi za oko pet do deset milijardi godina. Čovečanstvo će verovatno nestati mnogo pre toga.

Kratkoročno, međutim, čovečanstvo i samo može da igra ulogu u produžavanju dana još malo tako što će smanjiti količinu vode zatvorene u glečerima i ledenim kapama koja se povećava zbog klimatskih promena.

„Led u suštini potiskuje plimu i oseku", kaže Voltam, napominjući da je pre oko 600 do 900 miliona godina, kada se smatra da je naša planeta ušla u ledeno doba poznato kao „Zemlja snežna grudva" (hipoteza koja tvrdi da je Zemlja u jednom periodu bila potpuno prekrivena ledom), i da je tada došlo do dramatičnog usporavanja stope povlačenja Meseca. Uticaj je, međutim, teško predvideti, jer će se nešto od toga suprotstaviti povratnim kopnenim masama dok se težina ledenih pokrivača skida sa njih, i druge komplikacije.

U teoriji, astronauti koji će leteti na Mesec u Nasinom programu „Artemis”, kada se budu osvrnuli na svoju matičnu planetu, moći će da kažu da su otišli dalje od svojih prethodnika iz programa „Apolo” pre 60 godina.

Za nas ostale, naši životi su previše kratki da bismo primetili da se pikosekunde dodaju dužini svakog dana koji prolazi. Ako trepnete, propustićete.