Какими были сутки в протерозое
Американские геологи обнаружили, что в протерозое - около 1,4 миллиарда лет назад, - расстояние от Земли до Луны было примерно на 10 процентов меньше, чем сейчас, а длительность суток составляла всего 18,7 часов. К такому выводу ученые пришли по результатам статистического анализа колебаний концентраций меди и алюминия в протерозойских породах. Эти периодические изменения связаны с периодическими изменениями климата на Земле и, соответственно, характеризуют положение планеты относительно других тел в Солнечной системе.
Одной из основных причин глобальных колебаний климата на Земле, в частности, смены ледниковых и межледниковых эпох, считают циклы Миланковича. Эти циклы определяют изменения взаимного расположения Луны, Земли, Солнца и других тел Солнечной системы на протяжении больших промежутков времени - порядка десятков и сотен тысяч лет, - что становится причиной колебания количества солнечного света, попадающего на Землю.
Анализ этих климатических циклов - один из мощных геохронологических инструментов, однако надежность этого подхода заметно снижается с увеличением возраста исследуемых пород и, например, для геологических пород возрастом старше 50 миллионов лет его точность довольно невелика. Связано это в первую очередь с недостаточным количеством точной информации о взаимном влиянии тел в Солнечной системе несколько сот миллионов лет назад.
Американские геологи Стивен Мейерс (Stephen R. Meyers) из Висконсинского университета в Мадисоне и Альберто Малинверно (Alberto Malinverno) из Колумбийского университета разработали метод, который с помощью статистического анализа известных геологических данных позволил оценить параметры орбиты Земли в протерозое. Для этого ученые исследовали циклы Миланковича по геологическому составу горных пород, взятых в формации Сяолин возрастом около 1,4 миллиарда лет. Максимальное внимание геологи уделили содержанию меди и алюминия в образцах черного и кремнистого сланцев, на которых периодические изменения климата на Земле выражены наиболее четко.
Из динамики скорости седиментации горных пород геологи рассчитали коэффициент прецессии Земли и вклад гравитационного влияния ближайших четырех планет Солнечной системы на ее орбиту (как по отдельности, так и парное). Из этих данных ученым удалось рассчитать основные параметры орбиты Земли, периодичность ее колебаний, а также длительность суток и расстояние от Земли до Луны с очень высокой точностью.
Оказалось, что длительность суток 1,4 миллиарда лет назад составляла 18,7 часов, а расстояние от Земли до Луны - 341 тысячу километров (сейчас - больше 384 тысяч километров). При этом погрешность этих значений и других полученных данных составила около одного процента, а в некоторых случаях - даже меньше. Длительность одного глобального климатического цикла (со сменой ледниковых и межледниковых эпох) в протерозое составляла примерно 14 тысяч лет, что почти в два раза меньше, чем сейчас. По словам ученых, эти данные косвенно подтверждают предположение о произошедшем в протерозое уменьшении диссипации приливно-отливных процессов.
Для сравнения ученые подобным образом исследовали данные анализа пород, взятых в Китовом хребте, относящихся к эоцену - его возраст составляет около 55 миллионов лет. В эоцене, как и ожидалось, параметры орбиты Земли были уже очень близки к современным: длительность суток лишь на несколько минут была меньше, чем сейчас, а расстояние от Луны до Земли отличалось от современного всего примерно на 1300 километров.
Один из факторов, влияющий на форму эллиптической орбиты Земли, который учитывали авторы данной работы - это совместное гравитационное влияние Юпитера и Венеры. Их воздействие приводит к сплющиванию и растягиванию орбиты с длительностью одного цикла более 400 тысяч лет. Недавно ученые, тоже по геологическим данным, обнаружили, что цикличность этого процесса остается постоянной, как минимум, последние 215 миллионов лет.
Александр Дубов для сайта N+1
Важность этих работ просто чрезвычайна, если полученные результаты подтвердятся, то это будет супероткрытие. Дело в том, что как я уже говорил, ученый с реальностью работает не так уж много, в основном он имеет дело с моделями.
А модели основаны на определенных допущениях, прежде всего о пренебрежимо малом участии всех факторов, кроме тех, которые учтены в модели.
И получив данные из модели, их начинают сличать с реальностью. Например, построив модель динамики Солнечной системы, начинают из нее извлекать климатические циклы Земли и сверять с реальностью. Получается неплохо - там где мы хорошо знаем. Например, на ближайшие 50 миллионов лет данные геологии и астрономии согласуются вполне удовлетворительно
При этом несложно сообразить - чем дальше по времени мы уходим от настоящего, тем больше могут стать ошибки от влияния неучтенных факторов ( перемещения Солнца ближайших звезд, воздействие спутников Сатурна и мало ли что еще).
Но мы например, ледяные керны получаем за последние 50 миллионов лет, более древнего льда у нас нет. Дальше мы начинаем ориентироваться на состав органических отложений - но тут не все так уж и радужно. И то, что геологи обнаружили новую методику оценку параметров климата глубиной в миллиарды лет - более чем важно.
Причем и для палеонтологии, и для моделей астрономии. Поскольку позволяет проверить и откалибровать данные, полученные принципиально независимыми и никак не связанными методами. А такое взаимное уточнение очень дорогого стоит