Spójrz w niebo! Czy to ptak? To jest samolot? Nie, to księżyc!
Księżyc od samego początku był integralną częścią ludzkiej kultury. Odkąd pierwsi ludzie zaczęli tworzyć sztukę w jaskiniach, księżyc był już szczególnym elementem ich obrazów. I oczywiście nadal pozostaje dla nas wyjątkowa. Ponieważ jest to nasz najbliższy satelita w kosmosie, ludzie dzieli tysiąclecia ewolucji z Księżycem na wiele sposobów.
Ale zazwyczaj nie myślimy o tym, co by się stało, gdyby Księżyc nigdy nam nie towarzyszył. A co, jeśli księżyc dzisiaj nigdy nie istniał lub zniknął? Czy możemy oczekiwać, że wszystko na naszej planecie pozostanie takie samo?
W rzeczywistości widzimy, że wszystko, co czyni Ziemię wyjątkową, może zostać utracone w przypadku braku krążącego wokół nas tego zakurzonego obiektu.
10. Pory roku na Ziemi będą szalone
Podczas gdy Ziemia obraca się wokół Słońca, obraca się również wokół własnej osi, która jest lekko nachylona. Obecnie oś obrotu Ziemi ma nachylenie około 23,4 stopnia, wartość ta nie zmienia się w ciągu roku.
Film promocyjny:
W rezultacie w określonej części roku półkula północna jest bardziej zorientowana na Słońce niż południowa. Sześć miesięcy później, gdy Ziemia znajduje się po przeciwnej stronie swojej orbity wokół Słońca, półkula południowa jest zwrócona w stronę gwiazdy. Zatem obie półkule Ziemi otrzymują różne ilości światła słonecznego i ciepła w zależności od pory roku.
Powód, dla którego Ziemia jest przechylona wokół własnej osi, sprowadza nas z powrotem do jej powstania 4,5 miliarda lat temu. Kiedy wczesna wersja Ziemi zderzyła się z innym ciałem planetarnym, jej oś obrotu gwałtownie się przechyliła. Grawitacja Księżyca następnie ustabilizowała to nachylenie do obecnego, z niewielkimi wahaniami na przestrzeni tysiącleci.
Więc co by się stało, gdyby księżyc nie istniał?
Cóż, niektórzy eksperci uważają, że Ziemia byłaby nachylona o 85 stopni bardziej niż obecnie. Inni są skromniejsi i sugerują, że nachylenie to może wynosić do 20 stopni. W każdym razie oś Ziemi byłaby nachylona tak mocno, że bieguny byłyby wystawione na działanie Słońca, co doprowadziłoby do topnienia czap lodowych i ekstremalnych zmian klimatycznych. W rzeczywistości zmiana tylko o jeden stopień nachylenia osi naszej planety wystarczy do wywołania epoki lodowcowej.
9. Oceany opadną
Do najbardziej znanych efektów, jakie Księżyc wytwarza na Ziemi, należą pływy oceaniczne. Księżyc wraz ze Słońcem odpowiada za kilkakrotne podnoszenie i obniżanie poziomu naszych mórz w ciągu dnia. Kiedy Księżyc okrąża Ziemię, grawitacja jest pierwszą, która przyciąga oceany w jego kierunku, a zatem powstają pływy.
Zasadniczo im bliżej księżyca, tym wyższe są przypływy. Aby zrozumieć siłę księżyca nad oceanami, maksymalna różnica wysokości między przypływami a odpływami może wynosić do 16 metrów.
Gdyby nie było księżyca, który mógłby wywołać ten efekt, pływy oceaniczne zostałyby znacznie ograniczone. Pływy nadal istniałyby, ponieważ siła grawitacyjna słońca również odgrywa rolę w kontrolowaniu wody na Ziemi, chociaż jej przyciąganie jest mniejsze niż przyciąganie Księżyca.
Krótko mówiąc, pływy zmniejszyłyby się do jednej trzeciej ich obecnego rozmiaru, a oceany byłyby znacznie spokojniejsze. Miałoby to również wpływ na poziom morza. Bez grawitacji Księżyca woda oceaniczna byłaby równomiernie rozprowadzana po całej powierzchni Ziemi. Dlatego poziom morza na biegunach gwałtownie podniósłby się.
8. Pożegnaj się z jakimkolwiek innym księżycem
Siła grawitacji Ziemi wpływa na wysokość, na której nasze statki kosmiczne krążą wokół planety. Z tego powodu niektóre struktury na niskich orbitach, takie jak Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, muszą okresowo dostosowywać swój kurs, aby uniknąć wejścia w atmosferę ziemską.
Istnieją jednak punkty w kosmosie z doskonałą równowagą między grawitacją Ziemi i Księżyca. Wszystko, co znajduje się w tych punktach, pozostaje względnie stacjonarne w stosunku do obu ciał niebieskich. Ani Ziemia, ani Księżyc nie mogą przyciągnąć obiektu, dopóki nie uderzy w którąkolwiek z ich powierzchni. To są punkty Lagrange'a.
W 2018 roku węgierscy astronomowie odkryli, że w dwóch z tych punktów - L4 i L5 - krążą wokół Ziemi ogromne chmury pyłu międzyplanetarnego, a ich rozmiar jest dziewięć razy większy od naszej planety. Ponadto w innym badaniu stwierdzono, że punkty Lagrange'a mogą chwilowo uchwycić małe asteroidy, które stają się tymczasowymi „mini-księżycami” Ziemi, przed wznowieniem podróży.
Gdyby nie było księżyca, punkty Lagrange'a współdzielone z Ziemią również zniknęłyby. Uwięzione tam pyłowe chmury po prostu rozproszyłyby się, przecinając w końcu Ziemię lub zdmuchnięte przez wiatr słoneczny i grawitację innych planet. W przypadku asteroid brak Księżyca spowodowałby, że obiekty te nadal przemierzały przestrzeń kosmiczną po stałej trajektorii, aż zderzyłyby się z dużym ciałem - być może z naszym własnym światem.
7. A co z krótszymi dniami?
Jedną z rzeczy, które sprawiają, że nasza planeta jest tak przyjazna do życia, jest czas jej rotacji. Obecnie Ziemia wykonuje jeden obrót co 24 godziny, czyli 23 godziny i 56 minut. Dzięki temu planeta ma przyjemny klimat przez całe życie, ponieważ cała jej powierzchnia ma wystarczająco dużo czasu na ogrzanie i ochłodzenie w zależności od pory dnia. Ale nie zawsze tak było. Dzisiejsi naukowcy są przekonani, że dni na Ziemi były znacznie krótsze miliony lat temu.
Kiedy Ziemia i Księżyc uformowały się 4,5 miliarda lat temu, planeta wirowała tak szybko, że jeden dzień trwał tylko cztery godziny. W czasie, gdy po Ziemi wędrowały dinozaury, dzień trwał już 23 godziny. 30 czerwca 2012 roku zegary na całym świecie musiały odliczać dodatkową sekundę przed 00:00, aby nadążyć za dłuższymi dniami.
Przyczyną tego opóźnienia jest nie kto inny jak Księżyc. Faktem jest, że grawitacja Księżyca tworzy siły tarcia na samej Ziemi i spowalnia obrót planety o dwie milisekundy co 100 lat. Ponieważ Księżyc nadal oddala się od Ziemi z prędkością 3,82 centymetra rocznie, nasz świat traci energię obrotową i spowalnia ją.
Gdyby księżyc nie istniał od początku, spodziewalibyśmy się, że dni będą o kilka godzin krótsze niż dzisiaj. Gdyby księżyc zniknął teraz, dni pozostałyby prawie niezmienione i trwałyby około 24 godzin. Ale jeśli wszystko pozostanie takie samo, jak było do tej pory, dni będą trwać około 25 godzin za około 180 milionów lat.
6. Zapomnij o tektonice płyt
W tym czasie wiemy już na pewno, że grawitacja Księżyca ma ogromny wpływ na naturalne procesy na Ziemi. Na przykład wiemy, że Księżyc powoduje przypływy oceaniczne. Ale Księżyc jest tak potężny nad naszym światem, że wytwarza również przypływy na stałej ziemi - co znamy jako przypływy.
Pływy ziemskie to fluktuacje względnej wysokości skorupy ziemskiej z dzienną częstotliwością podobną do pływów oceanicznych. Ponieważ Księżyc nieustannie ciągnie powierzchnię naszej planety, ziemia pod nami może wznieść się do 30 centymetrów w określonych porach dnia. Wynika to z elastyczności skorupy ziemskiej, która ma pęknięcia umożliwiające ruch dużych kontynentów - płyt tektonicznych.
A propos płyt tektonicznych, co się z nimi stanie, jeśli nie będzie księżyca?
Uważa się, że Księżyc powstał po tym, jak Ziemia straciła większość swojej pierwotnej skorupy podczas zderzenia międzyplanetarnego. Gdyby księżyc nigdy nie powstał, cała ta skorupa pozostałaby na Ziemi, wypełniając luki w dzisiejszych oceanach.
Na Ziemi nie byłoby płyt tektonicznych, ponieważ nie byłoby miejsca na ich ruch. Ponadto powierzchnia Ziemi składałaby się z jednego kawałka, co zapobiegłoby procesom niezbędnym do powstania gór. Prawda. Na naszej planecie nie byłoby gór, z wyjątkiem kilku rozproszonych wulkanów. Zakładając, że na Ziemi nadal istniałby ocean, woda pokryłaby całą powierzchnię planety.
Niektóre badania pokazują, że przypływy ziemi są związane z małymi trzęsieniami ziemi. Istnieje możliwość, że łagodne trzęsienia ziemi wystąpią, gdy naprężenie w skorupie spowodowane przyciąganiem księżyca jest duże. Tak więc, jeśli Księżyc dzisiaj zniknie, a pływy na Ziemi znacznie się zmniejszą, częstotliwość takich wstrząsów również się zmniejszy.
5. Stracilibyśmy osłonę przed niechcianymi ciałami kosmicznymi
Dziś wiemy, że Ziemia jest bombardowana przez małe meteoryty z większą częstotliwością niż wcześniej sądzono. Liczba uderzeń meteorytów w naszą planetę potroiła się w ciągu ostatnich 290 milionów lat, do tego stopnia, że każdego dnia na Ziemię spadają 33 tony kosmicznych śmieci. Ze względu na swój rozmiar większość tych kamieni jest całkowicie spalana w atmosferze ziemskiej. Jednak bez Księżyca prędkość uderzenia mogłaby być znacznie wyższa, co uczyniłoby Ziemię raczej wrogim miejscem.
Księżyc ma prawie 3500 kilometrów średnicy - około 27 procent średnicy Ziemi. Ze względu na swoje duże rozmiary Księżyc służył jako ochrona Ziemi podczas kosmicznych katastrof.
We wczesnych dniach istnienia planety Księżyc przyciągał do siebie większość międzyplanetarnych szczątków i asteroid wędrujących w tym regionie Układu Słonecznego. Gdyby nie było naszego naturalnego satelity, bliskość Ziemi byłaby jak pole minowe, zbyt niebezpieczne dla rozwoju życia.
Nawet dzisiaj Księżyc nadal wygląda jak mała tarcza, która chroni nas przed uderzeniem meteorytów. Badania pokazują, że grawitacja Księżyca pomaga zapobiegać większej liczbie zderzeń asteroid z Ziemią niż powoduje.
A ile to jest warte?
Cóż, między 2005 a 2013 rokiem NASA wykryła ponad 300 uderzeń na powierzchnię Księżyca. Oznacza to, że pod nieobecność Księżyca setki takich ciał mogą ostatecznie wpłynąć na nas. Dlatego w tym sensie trudno wyobrazić sobie Ziemię bez Księżyca.
4. Nigdy więcej Księżyca, nigdy więcej złota
Złoto, platyna, pallad, iryd. Te metaliczne elementy okazały się niezwykle cenne dla naszej cywilizacji. Wykorzystaliśmy je we wszelkiego rodzaju wynalazkach, od samochodów i statków kosmicznych po elektronikę i biżuterię. Ale znowu, jest prawdopodobne, że nie mielibyśmy takich materiałów bez Księżyca.
Czemu?
Aby to zrozumieć, musimy zagłębić się nieco głębiej w fakty związane z powstaniem księżyca. Około 4,5 miliarda lat temu skała wielkości Marsa, którą naukowcy nazwali Theia, uderzyła prosto w gorącą, stopioną powierzchnię wczesnej Ziemi.
Zarówno zewnętrzna warstwa Theii, jak i część płaszcza Ziemi zostały wyrzucone w przestrzeń kosmiczną, skupiając się na orbicie Ziemi i tworząc Księżyc. Jednak jądro Theii pozostało na Ziemi, a metale, z których została zbudowana, stały się częścią naszej planety.
Gdyby Księżyc nigdy nie powstał, koncentracja metali szlachetnych w płaszczu Ziemi byłaby znacznie niższa. Dzieje się tak, ponieważ żelazo przyciąga metale takie jak złoto i platyna. Na stopionej planecie, takiej jak Ziemia, metale te początkowo tonąły, aż dotarły do żelaznego rdzenia. Utkną tam na zawsze, gdy rdzeń zacznie się ochładzać.
Ale dzięki uformowaniu się Księżyca po zderzeniu międzyplanetarnym w płaszczu Ziemi została rozproszona duża liczba metalicznych pierwiastków. Tam czekali, aż aktywność sejsmiczna wyciągnie ich na powierzchnię w naszą stronę.
3. Ziemskie pole magnetyczne zostanie na zawsze wyłączone
Ziemskie pole magnetyczne (lub magnetosfera) ma zasadnicze znaczenie dla rozwoju życia na tej planecie. Taki magnetyczny bąbel otacza Ziemię i stale chroni ją przed wiatrem słonecznym, strumieniem naładowanych cząstek pochodzących ze Słońca z siłą, która niszczy naszą atmosferę. Ale magnetosfera chroni nas również, ponieważ zapobiega bombardowaniu naszego życia szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i słonecznym.
Magnetosfera istnieje dzięki geodynamo, czyli ruchowi obrotowemu stopionego żelaznego jądra Ziemi. Ten ruch wewnętrznych metali magnetycznych utrzymuje silną magnetosferę.
Ta geodynamo istnieje dzięki siłom pływowym, które Księżyc oddziałuje na Ziemię. Gdy Księżyc spłaszcza i rozciąga wewnętrzne warstwy Ziemi za pomocą siły grawitacji, generowana jest wystarczająca ilość energii, aby jądro planety było gorące i poruszające się.
Gdybyśmy nie mieli Księżyca i jego energii obrotowej, jądro Ziemi przestałoby się poruszać, a następnie zestaliło. Wraz z utratą geodynamiki magnetosfera planety zniknie, umożliwiając wiatrowi słonecznemu całkowite wchłonięcie atmosfery. Bez atmosfery wyparuje każdy zbiornik wody na powierzchni Ziemi, a promieniowanie słoneczne zamieni nasz świat w jałową pustynię.
W rzeczywistości opis ten można by idealnie odnieść do tego, co stało się z Marsem. Kiedyś podobnie jak Ziemia, Mars stracił swoją magnetosferę 4,2 miliarda lat temu, stając się spaloną czerwoną planetą, jaką jest dzisiaj.
2. Ostrzeżenie: szalona pogoda
Gdyby nie księżyc, pogoda na Ziemi oszalałaby. Oczywiście zakłada się, że na Ziemi nadal istniałaby atmosfera. Po pierwsze, destabilizacja osi Ziemi spowodowana brakiem Księżyca spowoduje ekstremalne zmiany globalnych temperatur.
Ponieważ bieguny pozostaną dłużej wystawione na działanie ciepła słonecznego, otaczające oceany mogą osiągnąć temperaturę co najmniej 47 stopni Celsjusza. Tymczasem obszary na równiku ucierpią z powodu zlodowacenia.
Fazy księżyca na niebie również wpływają na ilość opadów w regionie. Kiedy księżyc jest nad głową, ciśnienie atmosferyczne i temperatura powietrza rosną, co powoduje mniejsze opady w tym miejscu. Gdyby księżyc nie istniał, moglibyśmy spodziewać się większej ilości deszczu. Ale wpływ księżyca jest tak minimalny, że wzrost opadów wynosi tylko 1 procent.
Ponadto wiemy, że planety szybciej obracające się mają również silniejsze wiatry. Na przykład dzień na Jowiszu trwa około 10 godzin, a jego wiatr ma 160-320 kilometrów na godzinę.
Tymczasem Saturn krąży po orbicie za około 10,5 godziny, a wiatry mogą osiągać 1800 kilometrów na godzinę. I, jak omówiliśmy wcześniej, bez Księżyca Ziemia obracałaby się szybciej, a dni mogłyby być w rzeczywistości o kilka godzin krótsze.
W tych warunkach i pomimo oczywistych różnic między planetami (takimi jak Ziemia i Jowisz pod względem wielkości i składu), wiatry na naszej planecie mogą osiągać prędkość 160 kilometrów na godzinę każdego dnia. Huragany będą miały jeszcze silniejsze wiatry z bardziej niszczycielską siłą.
1. Byłby to świat pozbawiony inteligentnego życia
Pomimo wszystkiego, o czym już rozmawialiśmy, nie doszliśmy do wniosku, że złożone życie na Ziemi może w ogóle nie istnieć bez opieki Księżyca. Bez Księżyca w Ziemię uderzyłaby duża liczba dużych asteroid i ciał planetarnych. W takim scenariuszu życia trudno byłoby próbować istnieć, co oznacza, że jest mniej prawdopodobne, że żywe istoty staną się z czasem bardziej złożone.
Uważa się, że stabilizacja osi Ziemi zapewniona przez Księżyc, w połączeniu z dryfowaniem kontynentów, pozwoliła na pojawienie się na całej planecie wielu różnych ekosystemów. Te ekosystemy, które były bardziej złożone niż w czasach dinozaurów, przyczyniły się do pojawienia się ssaków, a ostatecznie ludzi. Tak więc, gdyby księżyc nigdy nie istniał, istoty takie jak my również byłyby mniej prawdopodobne.
Ale jest możliwe, że nawet życie, jakie znamy, nie pojawiłoby się na Ziemi, gdyby Księżyc nie pomógł. Wiemy, że życie powstało w pierwotnych oceanach, gdzie cząsteczki połączyły się, tworząc kwasy nukleinowe, elementarne elementy budulcowe życia. Bez przyciągania grawitacyjnego Księżyca nie byłoby wystarczającego stężenia soli w wodzie morskiej dla tak ważnej chemii.
Ponieważ Księżyc kontroluje pływy na Ziemi, a pływy przenoszą minerały niezbędne do istnienia życia morskiego, trudno wyobrazić sobie życie w oceanach bez naszego naturalnego satelity, który to umożliwi. Warto również wspomnieć, że bez ziemskiej magnetosfery, za którą w dużej mierze odpowiada Księżyc, promieniowanie słoneczne zniszczy oceany, niszcząc wszelkie szanse na zachodzące tam istotne procesy chemiczne.
Dlatego w poszukiwaniu światów nadających się do zamieszkania w innych regionach galaktyki naukowcy koncentrują się na planetach z dużymi księżycami, które wspierają rozwój życia.