ماه چگونه روزهای روی زمین را طولانی‌تر می‌کند؟ | بهمن 1401
همان‌طور که زمین درحال چرخش است، گرانش ماه که بر فراز اقیانوس‌ها می‌چرخد، اقیانوس‌ها را به سمت خود می‌کشاند و موجب ایجاد جزر و مد می‌شود. جزر و مدها درواقع بالاآمدگی آب هستند که به شکل بیضی هم در سمت نزدیک و هم در سمت دور از گرانش ماه گسترش پیدا می‌کنند.
اما زمین روی محور خود با سرعت بالاتری نسبت‌به ماه می‌چرخد، به این معنا که اصطکاک حوضه‌های اقیانوس زیرین، آب را همراه خود می‌کشاند. به این ترتیب، بالاآمدگی کمی جلوتر از ماه در مدار خودش حرکت می‌کند که سعی می‌کند آن را به عقب بکشاند. این امر به آرامی انرژی چرخشی زمین را کاهش می‌دهد و چرخش آن را کند می‌کند، درحالی‌که ماه انرژی می‌گیرد و موجب می‌شود به مدار بالاتری برود.
طبق آخرین تحلیل‌ها، این ترمزگیری افزایشی در چرخش سیاره زمین به این معنا است که طول یک روز زمین به‌طور متوسط از اواخر دهه ۱۶۰۰ حدود ۱٫۰۹ میلی‌ثانیه در هر قرن افزایش یافته است. تخمین‌های دیگر با استفاده از مشاهدات باستانی کسوف‌ها، این رقم را کمی بالاتر یعنی ۱٫۷۸ میلی‌ثانیه در قرن برآورد می‌کنند. هرچند این اعداد چندان زیاد به‌نظر نمی‌آیند، در طول تاریخ ۴٫۵ میلیارد ساله زمین، تغییر محسوسی را ایجاد می‌کنند.
تصور می‌شود که ماه در حدود ۵۰ میلیون سال اول پس از تولد منظومه شمسی شکل گرفته باشد. پذیرفته‌شده‌ترین تئوری در رابطه با نحوه تشکیل ماه این است که برخورد بین زمین اولیه و جسم دیگری به اندازه مریخ (معروف به تیا) موجب جداشدن تکه‌ای از مواد و بقایایی شد که سپس با هم ترکیب شدند و ماه را تشکیل دادند.
آن‌چه از داده‌های زمین‌شناسی حفظ‌شده در نوارهای سنگی روی زمین فهمیده‌ایم، این است که در گذشته ماه بسیار به زمین نزدیک‌تر بوده است. ماه درحال‌حاضر در فاصله ۳۸۴٬۴۰۰ کیلومتری از ما قرار دارد. اما مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که حدود ۳٫۲ میلیارد سال پیش (درست زمانی که صفحات تکتونیکی شروع به حرکت کردند و میکروارگانیسم‌های ساکن در اقیانوس‌ها نیتروژن مصرف می‌کردند)، فاصله ماه تا زمین فقط ۲۷۰ هزار کیلومتر یا حدود ۷۰ درصد فاصله کنونی بود.
تام اولنفلد، ژئوفیزیکدانی که مطالعه مذکور را در دانشگاه فریدریش شیلر ینا آلمان هدایت کرد، می‌گوید: «زمینِ دارای سرعت چرخش بالاتر، طول روز را کوتاه کرد، به‌طوری‌که (در بازه زمانی ۲۴ ساعته) دو طلوع خورشید و دو غروب خورشید وجود داشت. این امر ممکن است اختلاف دمای بین روز و شب را کاهش داده باشد و این احتمال وجود دارد که بیوشیمی ارگانیسم‌های فتوسنتزکننده را تحت‌تاثیر قرار داده باشد.»
اگرچه آن‌چه مطالعاتی مانند مطالعه اولنفلد آشکار می‌کنند، این است که سرعت پس‌روی ماه ثابت نبوده و در طول زمان افزایش و کاهش داشته است.
مطالعه‌ی وانینا لوپز دآزارویچ، زمین‌شناس دانشگاه ملی سالتا در آرژانتین نشان می‌دهد حدود ۵۵۰ تا ۶۲۵ میلیون سال پیش، ماه می‌توانسته با سرعت ۷ سانتی‌متر در سال از زمین دور شود. اولنفلد می‌گوید: «سرعت دور شدن ماه از زمین قطعا در طول زمان تغییر کرده است و در آینده نیز تغییر خواهد کرد. اگرچه در بیشتر تاریخ خود، ماه با سرعتی بسیار کمتر از امروزه درحال فاصله گرفتن از زمین بوده است.»
درحال‌حاضر در دوره‌ای زندگی می‌کنیم که در آن نرخ پس‌روی به‌طور غیرعادی بالا است. ماه با سرعت کنونی خود باید فقط به‌مدت ۱٫۵ میلیارد سال عقب‌نشینی کند تا به موقعیت فعلی برسد. اما این فرایند از زمان تشکیل ماه در ۴/۵ میلیارد سال پیش درحال رخ دادن بوده، بنابراین در مقاطعی در گذشته قطعا کندتر بوده است.
والتهام می‌گوید: «درحال‌حاضر کشش جزر و مدی سه برابر بیشتر از چیزی است که انتظار داریم.» علت این امر ممکن است اندازه اقیانوس اطلس باشد.
پیکربندی فعلی قاره‌ها به این معنا است که حوضه اقیانوس اطلس شمالی به‌طور اتفاقی دقیقا دارای اندازه‌هایی است که بتواند اثر تشدید را تولید کند، به‌طوری‌که آب موجود در آن با سرعتی برابر سرعت جزر و مد به عقب و جلو حرکت کند. این بدان معنا است که درمقایسه‌با حالتی غیر از این، جزر و مدها بزرگ‌تر هستند. برای درک این موضوع والتهام مثال می‌زند: به هل دادن کودک روی تاب فکر کنید؛ اگر هر فشار با حرکت موجود هماهنگ باشد، او بالاتر می‌رود.
والتهام می‌گوید: «اگر اقیانوس اطلس شمالی کمی عریض‌تر یا باریک‌تر بود، این اتفاق نمی‌افتاد. طبق این مدل‌ها اگر به چند میلیون سال پیش برگردید، شدت جزر و مد کمتر بود، زیرا در آن دوران، قاره‌ها در موقعیت‌های متفاوتی قرار داشتند.» اما امر این احتمالا در آینده نیز تغییر خواهد کرد. مدل‌سازی‌ها پیش‌بینی می‌کنند که تشدید جزر و مدی جدیدی طی ۱۵۰ میلیون سال بعد ظاهر می‌شود و سپس با تشکیل ابرقاره جدید در حدود ۲۵۰ میلیون سال آینده، ناپدید می‌شود.