How Did the Moon End Up Where It Is?

Изображение художника в насильственные столкновения, которые сформировали Луну Земли.
Кредит: НАСА

Почти 50 лет с тех пор, как человек впервые ступил на Луну, человеческая раса еще раз толкая вперед с попытки высадиться на спутнике Земли. Только в этом году, Китай приземлился космический корабль робота на обратной стороне Луны, в то время как Индия находится вблизи посадки лунного корабля, и Израиль продолжает свою миссию, чтобы приземлиться на поверхность, несмотря на крушение своего последнего предприятия. Между тем НАСА объявила, что хочет послать Космонавтов до Южного полюса Луны к 2024 году.

Но пока эти миссии стремимся расширять наши знания о Луне, мы все еще работаем, чтобы ответить на фундаментальный вопрос об этом: как он оказался, где это?

21 июля 1969 года экипаж «Аполлона 11» установил первый комплект зеркал для отражения лазеров, ориентированных на Луне с Земли. Последующие эксперименты, проведенные с использованием этих массивов помогли ученым выработать расстояния между Землей и Луной в течение последних 50 лет. Теперь мы знаем, что орбита Луны становится больше на 3,8 см в год — она отдаляется от Земли.

Это расстояние, и использование лунных камней на дату формирования Луны до 4,51 миллиарда лет назад, являются основой для гигантская гипотеза воздействия (теории, Луна сформировалась из обломков после столкновения в начале истории Земли). Но если предположить, что лунный рецессии всегда была 3,8 см/год, мы должны вернуться 13 миллиардов лет, чтобы найти время, когда Земля и Луна были близко друг к другу (для Луны форма). Это слишком давно — но эти расхождения не удивительно, и это может быть объяснено древнего мира материки и приливы.

Расстояние до Луны может быть связана с историей конфигураций материков Земли. Потери энергии приливов и отливов (из-за трения между движущимися океана и морского дна) замедляет вращение планеты, что заставляет Луну отдаляться от него — Луна отступает. Приливы в основном определяется формой и размерами бассейнов земной океан. Когда тектонические плиты Земли двигаются вокруг, изменения геометрии океан, и прилив. Это влияет на отступление Луны, поэтому он кажется меньше в небе.

Это означает, что если мы знаем, как тектонические плиты Земли изменилось положение, мы можем работать, где Луна была по отношению к нашей планете на данный момент времени.

Мы знаем, что сила прилива (и поэтому скорость спада) также зависит от расстояния между Землей и Луной. Поэтому мы можем предположить, что приливы были сильнее, когда Луна была молода и ближе к планете. Как Луна быстро отступила в начале своей истории, приливы стали слабее и рецессии медленнее.

Подробные математики, которые описывают эту эволюцию, впервые были разработаны Джордж Дарвин, сын великого Чарльза Дарвина, в 1880 году. Но его формула производит противоположная проблема, когда мы вводим наши современные цифры. Он предсказывает, что Земля и Луна были вместе только 1,5 миллиарда лет назад. Формула Дарвина можно только примириться с современным оценкам Луны, возраст и расстояние, если типичное темпы спада сокращается примерно на один сантиметр в год.

Подразумевается, что сегодня приливы должны быть аномально большим, заставляя 3.8 темпы спада см. Причина таких больших отливов заключается в том, что на сегодняшний день в северной части Атлантического океана находится всего в правом ширину и глубину, чтобы быть в резонансе с волной, так что естественный период колебаний близок к тому прилива, что позволяет им сделать очень большие. Это так же, как ребенок качается на качелях, кто движется выше, если его толкнуть с правильным временем.

Но вернуться назад во времени — несколько миллионов лет хватит — и Североатлантического достаточно разные по форме, что этот резонанс исчезает, и поэтому темпы спада Луны будут медленнее. Как тектонические плиты двигались континенты, и, как замедление вращения Земли меняется продолжительность дня, и в период отливов, планета могла бы оказаться в аналогичной сильный-тые государства. Но мы не знаем подробностей приливов в течение длительного периода времени и, как следствие, мы не можем сказать, где Луна была в далеком прошлом.

Одним из перспективных вариантов решения этой проблемы-попытаться обнаружить циклы Миланковича от физических и химические изменения, в древних отложениях. Эти циклы произойдет из-за изменения формы и ориентации орбиты Земли и изменения в ориентации земной оси. Эти производства климатических циклов, таких как ледниковые периоды последних нескольких миллионов лет.

Большинство циклов Миланковича не меняют свои периоды на протяжении всей истории Земли, но некоторые из них влияет скорость вращения Земли и расстояние до Луны. Если мы можем обнаружить и измерить эти периоды, мы можем использовать их, чтобы оценить день-продолжительность и Земля-Луна расстояние в момент отложения были депонированы. Пока это только попытка на один момент в далеком прошлом. Отложения из Китая предполагают, что 1,4 миллиарда лет назад Земля-Луна расстояние было 341,000 км (его текущее расстояние 384,000 км).

Теперь мы намерены повторить эти расчеты для отложения в сотнях мест, заложенных в разные периоды времени. Это обеспечит надежную и практически непрерывную запись лунный рецессии за последние несколько миллиардов лет, и дать нам лучше понять, как приливы изменились в прошлом. Вместе эти взаимосвязанных исследований будет производить последовательную картину того, как системы Земля-Луна эволюционировала во времени.

Маттиас зеленый, читатель в области физической океанографии, университет Бангора и Дэвидом Уолшем, профессор геофизики, Роял Холлоуэй

Эта статья опубликована от разговора под Creative Commons лицензии. Читайте оригинал статьи.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *