(Wissenschaftliches Visualisierungsstudio der NASA) Mit zunehmendem Alter scheint die Zeit schneller zu vergehen, aber es stellt sich heraus, dass möglicherweise das Gegenteil der Fall ist: Unsere Tage auf der Erde werden mit der Zeit länger, und das ist alles dem zu verdanken der Mond Auswirkungen auf die Rotation unseres Planeten.
Aber planen Sie noch nicht Ihre zusätzlichen Übernachtungen. Eine neue Studie hat die Beziehung zwischen Erde und Mond 1,4 Milliarden Jahre zurückverfolgt und herausgefunden, dass damals ein Tag etwas mehr als 18 Stunden dauerte.
Das bedeutet, dass wir seitdem mehr oder weniger sechs Stunden mehr gewonnen haben – oder im Durchschnitt sehr unmerkliche 0,00001542857 Sekunden pro Jahr.
Und der Grund dafür ist, dass sich der Mond ständig und ganz leicht von uns entfernt. Vor 1,4 Milliarden Jahren war es ein ganzes Stück näher und die Erdrotation war schneller.
„Wenn sich der Mond entfernt, gleicht die Erde einem sich drehenden Eiskunstläufer, der langsamer wird, während er seine Arme ausstreckt.“ sagte der Geowissenschaftler Stephen Meyers der University of Wisconsin-Madison.
Das Team verwendete eine Technik namens Astrochronologie, die die geologischen Aufzeichnungen mit der astronomischen Theorie verknüpft, um die Geschichte der Erde und des Sonnensystems zu rekonstruieren.
Genauer gesagt verwendeten sie etwas namens Milankovitch-Zyklen , die Veränderungen im Klima der Erde, die durch Veränderungen in ihrer Umlaufbahn um die Sonne, ihrer axialen Neigung und ihren Auswirkungen verursacht werden axiale Präzession oder das Wackeln der Erdachse zur Sonne hin und von ihr weg.
Dies führt zu Schwankungen in der Menge der Sonnenstrahlung, die verschiedene Breitengrade erreicht, und diese Klimaveränderungen werden in alten Gesteinen und Fossilien aufgezeichnet.
Mithilfe der Astrochronologie können Wissenschaftler das Klima der Erde und seine Beziehung zu anderen Objekten im Sonnensystem seit Hunderten von Millionen Jahren untersuchen. Klimaveränderungen aufgrund von Orbitaländerungen werden genannt Orbitalantrieb .
Es ist jedoch schwieriger, in der geologischen Aufzeichnung weiter in die Milliarden von Jahren zurückzublicken, da Datierungstechniken wie die Radioisotopenbestimmung nicht genau genug sind, um so weit zurückliegende Zyklen zu identifizieren.
Eine weitere Komplikation ist die chaotische Theorie des Sonnensystems - die Idee, dass die Objekte im Sonnensystem im Laufe der Zeit keine regelmäßigen und gut vorhersehbaren Umlaufbahnen haben immer chaotischer .
Durch die Untersuchung der geologischen Aufzeichnungen lässt sich feststellen, wie sich das Sonnensystem im Laufe der Zeit verändert haben könnte. Dies Meyers und Kollegen letztes Jahr demonstriert , als sie einen Artikel veröffentlichten, der die Wechselwirkungen zwischen Erde und Erde zeigt Mars geschah vor 90 Millionen Jahren, basierend auf Sedimentschichten in einer Felsformation in Colorado.
Sie sagten, dies sei der erste eindeutige Beweis für ein chaotisches Sonnensystem.
Aber eine weitere Zeitreise in die Vergangenheit wirft größere Probleme auf. Beispielsweise entfernt sich der Mond derzeit mit einer Geschwindigkeit von 3,82 Zentimeter (1,5 Zoll) pro Jahr . Wir wissen, dass der Mond 4,5 Milliarden Jahre alt ist – aber wenn wir das aktuelle Alter zurückrechnen, wäre der Mond vor 1,5 Milliarden Jahren so nah an der Erde gewesen, dass er durch die Gravitationskräfte des Planeten auseinandergerissen worden wäre.
Zusammen mit dem Geowissenschaftler Alberto Malinverno von der Columbia University entwickelte Meyers ein System namens TimeOptMCMC das astronomische Theorie, geologische Daten und einen statistischen Ansatz namens kombiniert Bayesianische Inversion um zu helfen, mit Unsicherheit umzugehen.
Sie wandten es auf zwei Gesteinsschichten an, die 1,4 Milliarden Jahre alte Xiamaling-Formation aus Nordchina und eine 55 Millionen Jahre alte Aufzeichnung vom Walvis Ridge im südlichen Atlantik. Sie fanden heraus, dass sie vor 1,4 Milliarden Jahren die Entfernung zwischen Erde und Mond, die Schwankungen der Erdumlaufbahn und sogar die Länge eines Tages berechnen konnten.
Der mit TimeOptMCMC für die Xiamaling-Formation rekonstruierte Erde-Mond-Abstand zeigte, dass sich der Mond in der Vergangenheit langsamer von der Erde entfernte – was bedeutet, dass die Zeit, die unser Tag pro Jahr gewinnt, mit der Zeit zunimmt.
Dies bedeutet, dass jüngste Untersuchungen ergaben, dass unsere Tage um etwa 10 % länger werden 0,000018 Sekunden pro Jahr Ist noch gültig.
Mit ihrem Ansatz wollen die Forscher künftig die Entwicklung des Sonnensystems über Jahrmilliarden hinweg rekonstruieren.
„Die geologische Aufzeichnung ist ein astronomisches Observatorium für das frühe Sonnensystem.“ sagte Meyers . „Wir blicken auf seinen pulsierenden Rhythmus, konserviert im Gestein und auf die Geschichte des Lebens.“
Die Forschung des Teams wurde in der Zeitschrift veröffentlicht PNAS .