長い一日を過ごして、疲れて機嫌が悪くなっていますか?その原因はもうお分かりでしょう。月のせいです。
米国のウィスコンシン大学マディソン校とコロンビア大学の科学者たちは、月が遠ざかるにつれて地球上の昼の長さが長くなったことを発見した。約14億年前、1日はわずか18時間強だったと、この分野の先駆者たちは結論づけた。
以前のシミュレーションでは、45億年前にこの衛星が形成された当時は、地球からわずか2万2500キロメートル(1万3981マイル)しか離れていなかったことが示されていました。現在では約40万キロメートル(24万8548マイル)離れています。時が経つにつれ、衛星は自転するにつれて、地球と月の間の潮汐力によってさらに遠ざかっています。
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「月が遠ざかるにつれ、地球は回転するフィギュアスケーターが腕を伸ばしながら減速するようなものになる」と、研究の共著者でウィスコンシン大学マディソン校の地質科学教授、スティーブン・マイヤーズ氏は今週語った。
研究結果は米国科学アカデミー紀要(Proceedings of the National Academy of Sciences)に掲載されました。研究者たちはミランコビッチ気候サイクルと統計モデルを用いて、地球と月の関係を研究しました。
ミランコビッチ サイクルは、太陽系の他の惑星や天体との重力相互作用によって生じる地球の軌道の周期的な変化の影響によって引き起こされる気候の変化を表します。
私たちの軌道は、円形から楕円形まで変化します。地球と太陽の距離は変化し、地球が受ける太陽放射の量も変化して気候に影響を与えます。
これらのパターンは地球の岩石に記録されており、その記録は天体年代学に使用することができます。
暗闇での軌道操作
「私たちの野望の一つは、天体年代学を用いて最も遠い過去の時間を明らかにし、非常に古い地質学的時間スケールを構築することでした」とマイヤーズ氏は述べた。「現代の地質学的プロセスを研究するのと同等の方法で、数十億年前の岩石を研究できるようにしたいと考えています。」
月は年間3.82センチメートルの速度で遠ざかっています。この情報と、中国北部の14億年前の厦馬嶺層と、南大西洋のウォルビス海嶺の5500万年前の記録という2つの地層から得られたデータを用いることで、科学者たちは月と地球の歴史を遡及的に解明することができました。
彼らは地球の自転軸の方向、過去の軌道の形状(地球の昼の長さを計算するため)、そして月までの距離を計算することができました。月が遠ざかるにつれて、昼の長さは長くなりました。
地球は月の重力によって月の軌道を保っています。また、月は地球に圧力をかけ、潮汐を引き起こし、地球の側面を外側に膨らませます。地球の自転速度は月の公転速度よりも速いため、潮汐による膨らみは常に月の相対的な位置よりも先にあります。
この質量により、月の軌道は重力で前方に押し上げられ、地球の海底で摩擦が生じ、月の自転速度が遅くなり、月の日が長くなります。
「地質学的記録は、初期の太陽系を観測する天文観測装置です」とマイヤーズ氏は述べた。「私たちは、岩石の中に保存された脈動するリズムと生命の歴史を観測しているのです。」®