با نگاه کردن به ماه در آسمان شب، هرگز تصور نمی کنید که ماه به آرامی از زمین و ما دور می شود. اما ما حقیقت را می دانیم. طی ماموریت های آپولو ناسا در سال 1969، پانل های بازتابی را روی ماه نصب کردند. اینها نشان داده اند که ماه در حال حاضر هر سال 3.8 سانتی متر از زمین دور می شود.
اگر نرخ فعلی پسرفت (نرخ رکود فعلی) ماه را در نظر بگیریم و آن در زمان پیش بینی کنیم، در نهایت با برخورد زمین و ماه در حدود 1.5 میلیارد سال پیش مواجه می شویم. با این حال، ماه حدود 4.5 میلیارد سال پیش شکل گرفته است، به این معنی که نرخ رکود فعلی راهنمای ضعیفی برای گذشته است.
ما همراه با محققان همکارمان از دانشگاه اوترخت و دانشگاه ژنو از ترکیبی از تکنیک ها برای به دست آوردن اطلاعات در مورد گذشته دور منظومه شمسی خود استفاده کرده ایم.
ما اخیراً منبع کاملی برای کشف تاریخ طولانی مدت دور شدن ماه از زمین کشف کردیم. این اطلاعات به خاطر مطالعه خود ماه به دست نیامده است، بلکه از خواندن سیگنالها در لایههای سنگی باستانی روی زمین است.
از طریق دیدن لایه ها
برخی از تنگهها (درهها) در پارک ملی زیبای Karijini در غرب استرالیا، رسوبات 2.5 میلیارد ساله و دارای لایههای ریتمیک را بریدهاند. این رسوبات سازندهای آهنی نواری هستند که شامل لایه های مشخصی از آهن و مواد معدنی غنی از سیلیس است که زمانی به طور گسترده در کف اقیانوس رسوب کرده و اکنون در قدیمی ترین قسمت های پوسته زمین یافت می شود.
پرتوهای صخرهای در آبشار جوفر (Joffre) نشان می دهد که چگونه لایه های قهوه ای مایل به قرمز متشکل از آهن با ضخامت کمتر از یک متر در فواصل زمانی منظم، با لایه های نازکتر و تیرهتر متناوب میشوند.
فواصل تیره تر از نوع سنگهای نرم تری تشکیل شده است که بیشتر مستعد فرسایش است. یک نگاه دقیق تر به رخنمونها وجود یک تنوع اضافی در فاصله های منظم و در مقیاس کوچکتر را نشان می دهد. سطوح صخرهای که توسط آب رودخانههای فصلی که از میان تنگه میگذرد صیقل داده شدهاند، الگویی از لایههای متناوب سفید، قرمز و خاکستری متمایل به آبی را نشان میدهند.
در سال 1972، AF Trendall زمین شناس استرالیایی این سوال را در مورد منشاء مقیاس های مختلف الگوهای چرخه ای و تکرار شونده قابل مشاهده در این لایه های سنگی باستانی مطرح کرد. او پیشنهاد کرد که این الگوها ممکن است به تغییرات آب و هوایی گذشته ناشی از به اصطلاح “چرخه های میلانکوویچ” مربوط باشد.
تغییرات آب و هوایی چرخه ای
چرخههای میلانکوویچ توضیح میدهند که چگونه تغییرات کوچک و دورهای در شکل مدار زمین و جهت محور آن بر توزیع نور خورشید دریافتشده توسط زمین در طی سالها تأثیر میگذارد.
در حال حاضر، چرخه های غالب میلانکوویچ هر 400000 سال، 100000 سال، 41000 سال و 21000 سال تغییر می کند. این تغییرات در دوره های زمانی طولانی کنترل قوی بر آب و هوای ما اعمال می کنند.
نمونههای کلیدی تأثیر اجباری آب و هوای میلانکوویچ در گذشته، وقوع دورههای سرد یا گرم شدید و همچنین شرایط آب و هوایی منطقهای مرطوب یا خشکتر است.
این تغییرات آب و هوایی به طور قابل توجهی شرایط سطح زمین مانند اندازه دریاچه ها را تغییر داده است. آنها توضیحی برای سبز شدن دوره ای صحرای صحرا(بیابانی در قاره آفریقا) و سطوح پایین اکسیژن در اعماق اقیانوس هستند. چرخه های میلانکوویچ نیز بر مهاجرت و تکامل گیاهان و جانوران از جمله گونه های خود ما تأثیر گذاشته است. که نشانه های این تغییرات را می توان از طریق تغییرات چرخه ای در سنگ های رسوبی خواند.
لرزش های ثبت شده
فاصله بین زمین و ماه به طور مستقیم با فرکانس یکی از چرخه های میلانکوویچ (چرخه تقدیم آب و هوا) مرتبط است. این چرخه از حرکت تقدمی (تلو تلو خوردن) یا تغییر جهت محور چرخش زمین در طول زمان ناشی می شود. این چرخه در حال حاضر حدود 21000 سال طول می کشد، اما این دوره در گذشته زمانی که ماه به زمین نزدیک تر بود، کوتاه تر بود.
این بدان معنی است که اگر بتوانیم ابتدا چرخه های میلانکوویچ را در رسوبات قدیمی پیدا کنیم و سپس سیگنالی از تاب خوردن زمین را پیدا کنیم و دوره آن را مشخص کنیم، می توانیم فاصله بین زمین و ماه را در زمان ته نشین شدن رسوبات تخمین بزنیم.
تحقیقات قبلی ما نشان داد که چرخه های میلانکوویچ ممکن است در یک سازند آهن نواری باستانی در آفریقای جنوبی حفظ شود، بنابراین از نظریه ترندال حمایت می کند.
سازندهای آهن نواری در استرالیا احتمالاً در همان اقیانوسی که سنگ های آفریقای جنوبی در حدود 2.5 میلیارد سال پیش ته نشین شده اند. با این حال، تغییرات چرخهای در سنگهای استرالیا بهتر در معرض دید قرار میگیرند، و به ما امکان میدهد تا تغییرات را با وضوح بسیار بالاتر مطالعه کنیم.
تجزیه و تحلیل ما از سازند آهن نواری استرالیا نشان داد که سنگها دارای مقیاسهای متعددی از تغییرات چرخهای هستند که تقریباً در فواصل 10 و 85 سانتیمتری تکرار میشوند. با ترکیب این ضخامت ها با سرعت ته نشین شدن رسوبات، دریافتیم که این تغییرات چرخه ای تقریباً هر 11000 سال و 100000 سال اتفاق می افتد.
بنابراین، تجزیه و تحلیل ما نشان داد که چرخه 11000 مشاهده شده در سنگ ها به احتمال زیاد مربوط به چرخه تقدم آب و هوایی است که دوره بسیار کوتاه تری نسبت به 21000 سال کنونی دارد. سپس از این سیگنال تقدم برای محاسبه فاصله بین زمین و ماه 2.46 میلیارد سال پیش استفاده کردیم.
ما دریافتیم که ماه در آن زمان حدود 60000 کیلومتر به زمین نزدیکتر بود (این فاصله حدود 1.5 برابر محیط زمین است). این باعث می شود طول یک روز بسیار کوتاهتر از آنچه اکنون است، تقریباً 17 ساعت به جای 24 ساعت فعلی باشد.
درک دینامیک منظومه شمسی
تحقیقات در نجوم مدل هایی برای شکل گیری منظومه شمسی ما و مشاهدات شرایط فعلی ارائه کرده است.
مطالعه ما و برخی تحقیقات انجام شده دیگر نشان دهنده یکی از تنها روش ها برای به دست آوردن داده های واقعی در مورد تکامل منظومه شمسی است و برای مدل های آینده منظومه زمین – ماه بسیار مهم خواهد بود .
بسیار شگفت انگیز است که دینامیک منظومه شمسی گذشته را می توان از تغییرات کوچک در سنگ های رسوبی باستانی تعیین کرد. با این حال، یک نقطه داده مهم به ما درک کاملی از تکامل سیستم زمین – ماه نمی دهد.
ما اکنون به داده های قابل اعتماد دیگری و رویکردهای مدل سازی جدید برای ردیابی تکامل ماه در طول زمان نیاز داریم. و تیم تحقیقاتی ما در حال حاضر جستجو برای مجموعه سنگ های بعدی را آغاز کرده است که می تواند به ما کمک کند تا سرنخ های بیشتری در مورد تاریخچه منظومه شمسی کشف کنیم.
این مقاله برای اولین بار در The Conversation منتشر شد.
اگر محتوای ما برایتان جذاب بود و چیزی از آن آموختید، لطفاً لحظهای وقت بگذارید و این چند خط را بخوانید:
ما گروهی کوچک و مستقل از دوستداران علم و فناوری هستیم که تنها با حمایتهای شما میتوانیم به راه خود ادامه دهیم. اگر محتوای ما را مفید یافتید و مایلید از ما حمایت کنید، سادهترین و مستقیمترین راه، کمک مالی از طریق لینک دونیت در پایین صفحه است.
اما اگر به هر دلیلی امکان حمایت مالی ندارید، همراهی شما به شکلهای دیگر هم برای ما ارزشمند است. با معرفی ما به دوستانتان، لایک، کامنت یا هر نوع تعامل دیگر، میتوانید در این مسیر کنار ما باشید و یاریمان کنید. ❤️
تاثیر فاصله گرفتن ماه از کره زمین چی میشه؟