В 1993 году французский астроном Жак Ласкар произвел серию вычислений, указывающих, что гравитация Луны имеет важное значение для стабилизации наклона оси нашей планеты. Наклон земной оси, как известно, определяет весь климат на планете и отвечает за смену времен года. Ласкар утверждал, что "блуждание" оси в течение сотен тысяч лет породило бы на планете экологический хаос, и при таком изменчивом климате сложные жизненные формы не смогли бы развиться.
Таким образом, по мнению Ласкара, нам необычайно повезло, что у Земли имеется такой крупный спутник, как Луна. Ведь ни у одной другой планеты земной группы в Солнечной системе таких спутников нет. Фобос и Деймос, мелкие приблудные спутники Марса, слишком малы, чтобы как-то влиять на планету, и поэтому ось вращения Марса хаотично качается, и в течение 40 миллионов лет угол наклона оси этой планеты отклоняется до 45°.
Впоследствии это породило гипотезу об исключительном положении нашей планеты во Вселенной. Согласно одной из популярных теорий, Земля 4,5 миллиарда лет назад столкнулась с другой планетой величиной с Марс. И в результате этого "космического карамболя" около Земли появилось огромное количество обломков, из которых впоследствии и сформировалась Луна. То есть, Земля обзавелась таким важным для возникновения жизни спутником исключительно благодаря редкой и счастливой случайности. Это дало повод для спекуляций о чрезвычайной редкости в Галактике таких планет, как Земля, следовательно, и об уникальности жизни на нашей планете.
Но ничто не вечно под Луной… Новые исследования, похоже, полностью опровергают старые устоявшиеся теории. В 2011 году трое исследователей – Джек Лиссоер из Исследовательского центра Эймса НАСА, Джейсон Барнс из Университета штата Айдахо и Джон Чемберс из научного института Карнеги – опубликовали результаты нового моделирования наклона оси вращения Земли без Луны. То, что они обнаружили, было просто удивительно.
– Мы изучали, как могут изменяться углы наклона осей в самых разных планетных системах,– сказал Лиссоер,– Чтобы проверить нашу программу, мы начали моделирование с Марса, и обнаружили, что результаты моделирования совпадают с вычислениями других ученых. Но когда мы моделировали вращение Земли, то изменения наклона оси оказались не такими уж значительными, как при предыдущих вычислениях.
Джек Лиссоер и его коллеги выяснили, что наклон оси вращения Земли без влияния Луны будет отклоняться от своих нынешних 23,5° не более, чем на 10°. Причина столь большой разницы результатов новой модели от результатов вычислений Жака Ласкара объясняется всего лишь возросшими вычислительными мощностями современных компьютеров. В отличие от компьютеров начала 90-х годов прошлого столетия, современные ЭВМ работают намного быстрее и способны к более точному моделированию, используя гораздо больше исходных данных.
Также исследователи определили, что если бы Земля вращалась быстрее, чтоб сутки длились около 10 часов, либо вращалась в обратном направлении, то она могла войти в гравитационный резонанс с другими планетами, прежде всего с Юпитером, тем самым стабилизировав свое положение, включая угол наклона оси. И не было бы никакой необходимости в Луне.
Вращение Земли не всегда было столь степенно-неторопливым, как нынешние один оборот за 24 часа. После удара, сформировавшего Луну, Земля делала один оборот вокруг оси за 4-5 часов, но с тех пор вращение Земли постепенно и неуклонно замедляется из-за приливного воздействия Луны. Что касается длительности земных суток до появления Луны, то какого-то определенного мнения у ученых на этот счет не имеется. Однако некоторые модели, разработанные Робином Кенап из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, предполагают, что до столкновения Земля могла вращаться быстро, а возможно, даже в обратном направлении, как делает это Венера сегодня.
– Начальный вращательный момент Земли определили столкновения в эпоху, когда формировались планеты,– объясняет Лиссоер,– Одни модели показывают, что большинство планет будет вращаться в прямом направлении, однако другие модели говорят, что числа планет, вращающихся в прямом и обратном направлениях, будут сопоставимы. Ожидаемо, что миры, вращающиеся в обратном направлении, не будут редкостью.
Из результатов исследований Лиссоера и его коллег следует вывод, что планеты земного типа и без таких больших спутников, как Луна, могут вполне стабильно держать углы наклона осей вращения и сохранять пригодность для жизни.
И наоборот, можно смоделировать ситуации, когда большие спутники типа Луны могли бы сыграть фатальную для жизни на планете роль.
Рори Барнс из Вашингтонского университета также занимается вопросами наклона оси вращения планет, но по несколько иной причине. Планеты, орбиты которых проходят по самому внешнему краю "зоны обитания", находятся в сложном положении, они довольно далеко от своих звезд, что без достаточно толстой изолирующей атмосферы они попросту замерзают, как и наш Марс.
Рори Барнс и Джон Армстронг из Государственного университета Уэбер выяснили, что под влиянием других близлежащих планет наклонение орбиты планеты может изменяться. Это в свою очередь приводит к изменению угла наклона оси вращения планеты. Планета будет периодически подставлять под лучи звезды то один свой бок, то другой, то макушку, то живот... По мнению исследователей это может оказывать благотворное влияние для планет, находящихся на краю "зоны обитания", способствуя более равномерному распределению тепла по планете в геологических масштабах времени, и предотвращать сценарии типа "планета-снежок". Барнс и Армстронг назвали такие миры "качающимися мирами" (tilt-a-world). А вот наличие большого спутника у таких планет стало бы препятствием для таких благотворных изменений наклонения.
– Я думаю, одним из самых важных моментов в наших моделях "качающихся миров" является то, что для планет, находящихся на краю "обитаемой зоны", плохо иметь большую Луну,– говорит Барнс,– Луна будет стабилизировать наклон оси и планета замерзнет.
Сам Барнс впечатлен работой Лиссоера и его команды:
– Я считаю, что это очень хорошее исследование,– говорит он,– Оно показывает, что для сохранения стабильного климата Земля вовсе не нуждается в Луне. Я не думаю, что отсутствие Луны привело бы к каким-то страшным последствиям.
Разумеется, влияние Луны не ограничивается лишь стабилизацией угла наклона оси планеты. Есть еще морские приливы и отливы, вызываемые лунным тяготением. У некоторых животных на Земле жизненные циклы привязаны к лунным циклам. Но, по мнению Лиссоера, все это не такие критичные факторы, от которых зависит зарождение и развитие жизни на планете.
Исключение Луны, как одного из непременных условий для зарождения и развития жизни, для астробиологов означает расширение возможных мест для поиска внеземной жизни. Возможно, Земля со своей огромной Луной действительно является своего рода "белой вороной" среди множества других обитаемых миров.
– Это станет шагом вперед, если миф о том, что обитаемая планета обязательно должна иметь большой спутник, будет развенчан,– заключает Лиссоер.
Тем не менее, нужна она или нет, но у Земли все же Луна имеется. И вообще, это хорошо, что она есть. Иначе, не было бы ни "Лунной сонаты" Бетховена, ни прогулок влюбленных пар под лунным светом, ни даже фильмов об оборотнях и упырях, которые просыпаются при полной Луне.
Луна оказалась вовсе не нужна Земле
-
-
21.02.2015 в 12:40-
-
21.02.2015 в 12:41