Ako život ovplyvňuje rýchlosť rotácie Zeme
Existuje veľa faktorov, ktoré môžu ovplyvniť rýchlosť rotácie Zeme okolo vlastnej osi a prekvapivo je jedným z týchto faktorov aj samotný život, spolu s vplyvom Slnka a Mesiaca alebo atmosféry, uvádza sa v materiáli publikovanom v najnovšom vydaní časopisu Astrobiology. Space.com.
Podľa novej štúdie koordinovanej Calebom Scharfom, riaditeľom oddelenia astrobiológie na Kolumbijskej univerzite v New Yorku, môže prítomnosť života ovplyvniť rýchlosť rotácie našej planéty uvoľňovaním plynov do atmosféry, napríklad kyslíka.
Zem potrebuje na dokončenie rotácie okolo svojej vlastnej osi asi 24 hodín. V minulosti sa však naša planéta krútila oveľa rýchlejšie, iba 2 - 3 hodiny denne. Gravitačné pôsobenie Slnka a Mesiaca pomohlo spomaliť túto rotáciu v priebehu miliárd rokov. Tento efekt je známy ako „prílivové brzdenie“, píše Agerpres.
V súčasnosti rotačná rýchlosť planéty naďalej klesá a dĺžka dňa sa zvyšuje o zhruba 1,8 milisekundy za storočie.
Predchádzajúce štúdie naznačili existenciu množstva faktorov, ktoré môžu naopak spomaliť alebo zrýchliť rýchlosť rotácie Zeme okolo vlastnej osi. Napríklad stúpajúca hladina globálneho oceánu po topení ľadových čiapok na póloch môže zmeniť sklon zemskej osi a zvýšiť tak rýchlosť rotácie Zeme.
Atmosféra planéty ovplyvňuje aj dĺžku dní. „Je to prekvapivé, ale hmotnosť zemskej atmosféry je asi 50 biliónov ton, a tak môže táto hmotnosť a trenie, ktoré pôsobí na povrch planéty, po dlhé časové obdobia, tisíce až milióny rokov, malo to efekt, “vysvetlil Scharf.
"Predstavte si napríklad, že by sme mohli magicky zrýchliť atmosférickú dynamiku, takže po celom svete bude vietor fúkať silou hurikánu nepretržite a rovnakým smerom po niekoľko storočí. Postupne trením, tento vietor by nakoniec mal jasný vplyv na rotáciu planéty, “dodal.
Skutočné účinky atmosféry na rotačný pohyb planéty „sú samozrejme oveľa, oveľa menej zrejmé, ale v geologickom časovom meradle ich možno spočítať“ a môžu vyvážiť spomalenie gravitačnej interakcie Zeme so Slnkom a Mesiacom.
Atmosférická teplota môže tiež ovplyvniť dĺžku dní. "Keď hviezda zahrieva planétu ako Zem, atmosféra reaguje zmenami tlaku - horúci vzduch sa rozpína, studený vzduch sa zmenšuje a dochádza k denným zmenám v distribúcii hmoty v atmosfére. Atmosférická hmotnosť teda už nie je rovnomerne rozložená." okolo planéty (.) a gravitačné sily vyvíjané Slnkom a Mesiacom pôsobia silnejšie na atmosférické oblasti, kde sa hromadí viac hmoty, “tvrdí Scharf.
Sila hviezd alebo mesiacov priťahovať atmosféru planéty má zvyčajne veľmi malý účinok. Niekedy však rýchlosť, akou hviezda ohrieva atmosféru planéty, môže „rezonovať“ alebo posilniť rýchlosť vibrácií atmosféry, rovnako ako sólista opery môže dosiahnuť také vysoké tóny, že rezonuje s pohárom a prestávka. „Keď sa také niečo stane, distribúcia hmoty v atmosfére sa líši viac“ a gravitačný vplyv hviezdy a mesiacov sa posilní v oblastiach, kde je viac hmoty.
V prípade Zeme „veríme, že k takémuto javu došlo, keď dĺžka dňa bola 21 hodín“, a variácie v šírení atmosférickej hmoty pôsobili proti spomaleniu Mesiaca stovky miliónov rokov.
Scharf vysvetlil, ako môže atmosféra jemne ovplyvniť rýchlosť rotácie planéty. Existencia života na planéte ovplyvňuje atmosférickú chémiu uvoľňovaním plynov, ako je kyslík, produkovaných rastlinami fotosyntézou. Akumulácia týchto plynov ovplyvňuje v priebehu času to, ako sa atmosféra ohrieva alebo ochladzuje, a to podľa Scharfa môže mať vplyv na rýchlosť rotácie planéty.
"Možnosť, že biológia, alebo lepšie povedané biosféra, významne ovplyvní rotáciu planéty zmenou jej atmosférického zloženia - je šialená! Zdá sa však, že to nie je nemožné," uviedol.
Existuje niekoľko mechanizmov, pomocou ktorých môže život ovplyvniť rýchlosť rotácie planéty. Napríklad ultrafialové svetlo môže generovať ozón z atmosférického kyslíka. Ozón „je veľmi dobrý pri absorpcii slnečného žiarenia a ohrievaní atmosféry. dokáže „vyladiť“ atmosféru tak, aby rezonovala rýchlejšie, a pôsobiť tak proti účinku normálneho spomalenia, vyplývajúceho z gravitačnej interakcie s jej hviezdou a možným mesiacom.
„Takmer každý objav planéty za posledných niekoľko desaťročí priniesol niečo nové, čo zmenilo a rozšírilo naše chápanie planét,“ uviedol Brian Jackson, planetológ z Boise State University, ktorý sa štúdie nezúčastnil. Scharfova hypotéza „predstavuje ďalšiu zaujímavú myšlienku - že zmenou atmosféry planéty môže biológia ovplyvniť jej rotáciu. Aj keď existuje veľké množstvo premenných, ktoré treba analyzovať, je táto hypotéza veľmi zaujímavá a stojí za preskúmanie,“ dodal.
Ďalšie štúdie v tejto oblasti budú využívať počítačové 3D modely na simuláciu podnebia planéty a na testovanie tejto hypotézy. Astronómovia by potom mohli zistiť, či existuje šanca, že novoobjavená exoplanéta má biosféru už len sledovaním jej rýchlosti otáčania.