A nap hossza duplájára nőtt a földtörténet folyamán

A nap hossza nem volt mindig 24 óra. Évmilliárdokkal ezelőtt az átlagos földi nap kevesebb mint 13 órán át tartott, és azóta egyre hosszabbodik. Ennek oka a Hold és a Föld óceánjai közötti kapcsolatban rejlik.

Az emberiség történelme során a Hold elválaszthatatlan, kísérteties jelenlétet mutatott a Föld felett. Gyengéd gravitációs vonzása határozza meg az árapályok ritmusát, míg halvány fénye számos faj éjszakai nászát világítja meg. Egész civilizációk kalendáriumait a Hold napjának növekedése és csökkenése alapján állították be, és egyes állatok - például a ganajtúró bogarak - a Hold felszínéről visszaverődő napfényt használják a tájékozódáshoz, olvasható a BBC cikkében.

Ami még ennél is fontosabb, egyes elméletek szerint a Hold segíthetett megteremteni azokat a feltételeket, amelyek lehetővé teszik az életet a bolygónkon, sőt, egyes elméletek szerint még az is elképzelhető, hogy a Hold segített elindítani az életet a Földön. A bolygónk körüli excentrikus keringése a feltételezések szerint szerepet játszik néhány olyan fontos időjárási rendszerben is, amelyek napjainkban meghatározóak az életünkben. 

Lézertükör a Holdon
Fotó: AFP

Lézerrel mérték a Hold távolodását 

Miközben a Hold a Föld körüli, finoman kiegyensúlyozott asztro-balettjét játssza - körözve, de soha nem piruettezve, ami miatt a Holdnak mindig csak az egyik oldalát látjuk -, folyamatosan távolodik bolygónktól a "holdi recesszió" néven ismert folyamat során. 

Az Apollo-missziók űrhajósai által a Hold felszínén elhelyezett reflektorok lézeres megcélzásával a tudósok a közelmúltban képesek voltak hajszálpontosan megmérni, hogy a Hold milyen gyorsan távolodik. 

Megerősítették, hogy a Hold évente 3,8 cm sebességgel távolodik. Ezzel párhuzamosan a napjaink is egyre hosszabbak lesznek. 

Az egész az árapályról szól”

- mondja David Waltham, a londoni Royal Holloway Egyetem geofizika professzora, aki a Hold és a Föld kapcsolatát tanulmányozza. „A Földre ható árapály-ellenállás lelassítja a Föld forgását, és a Hold ezt az energiát szögimpulzus formájában nyeri el.” 

A nap hossza a Hold árapályhatása miatt növekszik
Fotó: NurPhoto via AFP / NurPhoto via AFP/Yuono Tanto H/NurPhoto

Lényegében a Föld forgása közben a fölötte keringő Hold gravitációja az óceánokat rángatja, és így dagályt és apályt hoz létre. Ezek az árapályok valójában a víz "kidudorodása", amely ellipszis alakban húzódik a Hold gravitációja felé és attól távolodva. A Föld azonban sokkal gyorsabban forog a tengelye körül, mint ahogy a Hold kering fölötte, ami azt jelenti, hogy az alatta mozgó óceáni medencék súrlódása a vizet is magával rántja. E miatt a dudor kissé a Hold előtt halad a pályáján, amely megpróbálja hátrafelé húzni. Ez lassan elszívja bolygónk forgási energiáját, lelassítva a forgását, miközben a Hold energiát nyer, aminek hatására magasabb pályára kerül. 

Fokozatos fékezés 

Bolygónk forgásának ez a fokozatos fékezése azt jelenti, hogy a legújabb elemzés szerint egy átlagos földi nap hossza az 1600-as évek vége óta évszázadonként körülbelül 1,09 ezredmásodperccel nőtt. Más becslések szerint ez a szám valamivel magasabb, 1,78 ms/évszázad, a napfogyatkozások régebbi megfigyeléseire támaszkodva. 

Bár mindez nem hangzik soknak, a Föld 4,5 milliárd éves történelme során mindez mélyreható változást jelent. 

A Hold feltehetően a Naprendszer születése utáni első körülbelül 50 millió évben alakult ki.

 A legszélesebb körben elfogadott elmélet szerint az embrionális Föld és egy másik, körülbelül Mars méretű objektum, az úgynevezett Theia ütközése leválasztott egy anyagdarabot és törmeléket, amelyből összeállt az, amit ma Holdnak nevezünk. A Földön található kőzetcsíkokban megőrződött geológiai adatokból egyértelműen kiderül, hogy a Hold a múltban sokkal közelebb volt a Földhöz, mint ma. 

Két napfelkelte és két napnyugta 

A Hold jelenleg 384 400 km távolságra van tőlünk, a Földön. Egy nemrégiben készült tanulmány szerint azonban 3,2 milliárd évvel ezelőtt - amikor a tektonikus lemezek elkezdtek mozogni, és az óceánlakó mikroorganizmusok nitrogént fogyasztottak - a Hold mindössze 270 000 km-re volt a Földtől, vagyis a jelenlegi távolságának mintegy 70%-ára. 

A gyorsabban forgó Föld lerövidítette a nap hosszát, így [egy 24 órás időszakon belül] két napfelkelte és két napnyugta volt, nem csak egy-egy, mint ma”

- mondja Tom Eulenfeld geofizikus, a németországi Friedrich Schiller Egyetem (Jena) tanulmányának vezetője. „Ez csökkenthette a nappal és az éjszaka közötti hőmérséklet-különbséget, és hatással lehetett a fotoszintetizáló szervezetek biokémiájára.” 

Két napfelkelte és napnyugta volt 24 óra alatt
Fotó: dpa Picture-Alliance via AFP

Az Eulenfeldéhez hasonló tanulmányok azonban azt mutatják, hogy a Hold visszahúzódásának üteme sem volt állandó - az idők során felgyorsult és lelassult. Vanina López de Azarevich, az argentínai Salta Nemzeti Egyetem geológusa egyik tanulmánya szerint 550-625 millió évvel ezelőtt a Hold évente akár 7 cm-t is távolodhatott. 

„A sebesség, amellyel a Hold távolodott a Földtől, az idők során határozottan változott, és ez a jövőben is így lesz” - mondja Eulenfeld. Történelme nagy részében azonban a Hold a jelenleginél jóval lassabb ütemben távolodott. 

Lehet, hogy a jövőben a Földnek már nem lesz Holdja? 

Még a jelenlegi nagymértékű távolodás mellett is valószínűtlen, hogy a Hold valaha is teljesen elhagyja a Földet. A Nap saját szerencsétlen pusztulása valószínűleg jóval azelőtt bekövetkezik, hogy ez 5-10 milliárd év múlva bekövetkezne. 

Az emberiség valószínűleg már jóval korábban elpusztul. 

Rövidebb távon azonban az emberiség maga is szerepet játszhat abban, hogy a napok még egy kicsit meghosszabbodjanak azáltal, hogy csökkenti a gleccserekbe és a jégsapkákba zárt víz mennyiségét az éghajlatváltozás okozta olvadás miatt. 

„A jég alapvetően elnyomja az árapályokat” - mondja Waltham, megjegyezve, hogy 600-900 millió évvel ezelőtt, amikor bolygónk a feltételezések szerint egy különösen fagyos, hógolyó föld néven ismert időszakba lépett, drámai mértékben lelassult a Hold visszahúzódásának üteme. Ennek hatását azonban nehéz megjósolni, mivel ennek egy részét ellensúlyozni fogják a visszahúzódó szárazföldek, ahogy a jégtakarók súlya lekerül róluk, és egyéb komplikációk.