Ученые показали, что продолжительность дня на Земле оставалась неизменной в эпоху скучного или пустынного миллиарда. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.
Продолжительность дня — период за который Земля совершает один оборот вокруг своей оси — не является неизменным. В прошлом сутки на Земле были гораздо короче, чем сейчас. Большинство моделей предполагают, что продолжительность дня изменялась постепенно. Международная группа исследователей показала, что это не так на протяжении почти миллиарда лет оставалась практически неизменной и составляла около 19 часов.
Результаты моделирования продолжительности дневного дня в прошлом. Иллюстрация: Ross Mitchell, Uwe Kirscher, Nature Geoscience
Традиционно для оценки продолжительности дня в прошлом геологи используют «записи» из особых осадочных пород, сохранивших мелкомасштабную слоистость в приливных илистых отмелях. Если посчитать количество осадочных слоев в месяц, вызванных приливными колебаниями, можно определить количество часов в сутках в ту или иную эпоху. Но подобные записи редки, а те, что сохранились, часто оспариваются.
Исследователи использовали альтернативный подход — циклостратиграфию. Это геологический метод, в котором используется ритмичное наслоение осадочных пород для обнаружения астрономических циклов Миланковича (изменения количества света, достигающего Земли), которые отражают то, как изменения орбиты и вращения Земли влияют на климат.
Исследователи проанализировали данные о циклах Миланковича, полученные при изучении осадочных пород за последние годы. Их статистический анализ указывает на стабилизацию продолжительности земных суток между 2 и 1 млрд лет назад, в середине протерозойской эры. Эта эпоха известна как скучный миллиард, который отличался климатической стабильностью, низким уровнем кислорода в атмосфере и очень медленной эволюцией живых организмов.
Исследователи полагают, что длительная стабилизация связана с равновесием в двух противоборствующих силах — приливном влиянии Луны и Солнца. Помимо приливов в океане, связанных с притяжением Луны, на Земле также наблюдаются солнечные приливы, связанные с нагревом атмосферы в дневное время.
Влияние солнечных и лунных приливов на вращение Земли. Иллюстрация: Ross Mitchell, Uwe Kirscher, Nature Geoscience
Солнечные атмосферные приливы не так сильны, как лунные океанические, но так было не всегда. Когда в прошлом Земля вращалась быстрее, притяжение Луны было намного слабее. Воздействие спутника и звезды разнонаправленное: в то время как Луна замедляет вращение Земли, Солнце его ускоряет.
«Если бы в прошлом эти две противоположные силы стали равны друг другу, такой приливной резонанс привел бы к тому, что продолжительность земного дня перестала бы изменяться и некоторое время оставалась постоянной», — говорит Уве Киршер, соавтор исследования. Именно такие результаты показывают собранные данные: продолжительность земного дня стабилизировалась примерно на уровне 19 часов.
Исследователи отмечают, что плато продолжительности дня последовало за значительными колебаниями атмосферных условий на ранней Земле: в частности, Великим событием окисления, при котором уровень кислорода поднялся и создал озоновый слой, прежде чем снова упасть. Исследователи полагают, что этот дополнительный озон мог поглотить больше солнечного света, возбуждая солнечные приливы. Этого могло быть достаточно, чтобы на некоторое время сбалансировать противоборствующие силы.
Читать далее:
Искусственный интеллект нашел четыре геоглифа Наски — гигантских рисунка в пустыне
Астрономы открыли необычную планетную систему, напоминающую мир из «Звездных войн»
Римский мавзолей откопали на стройплощадке в центре Лондона
На обложке: Изображение от vecstock на Freepik