Σημαντική αποκάλυψη: Η μέρα στη Γη διαρκούσε μόνο 19 ώρες επί ένα δισεκατομμύριο χρόνια - Πώς φτάσαμε στο 24ωρο

Για ένα τεράστιο διάστημα της Ιστορίας της Γης, η ημέρα στον πλανήτη μας δεν διαρκούσε 24 ώρες όπως σήμερα, αλλά περίπου 19 - και, το πιο εντυπωσιακό, η διάρκεια αυτή παρέμεινε σχεδόν αμετάβλητη για σχεδόν ένα δισεκατομμύριο χρόνια.
Αυτό προκύπτει από μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Geoscience» και ανατρέπει παγιωμένες αντιλήψεις για την εξέλιξη της περιστροφής της Γης.
Η έρευνα πραγματοποιήθηκε από επιστήμονες του Ινστιτούτου Γεωλογίας και Γεωφυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και του Curtin University στην Αυστραλία, με επικεφαλής τον γεωφυσικό Ρος Μίτσελ.
Η επιβράδυνση της περιστροφής της Γης που… σταμάτησε
Η περιστροφή της Γης δεν υπήρξε ποτέ σταθερή. Από τα πρώτα στάδια της ύπαρξής της, οι παλιρροϊκές δυνάμεις της Σελήνης λειτουργούν σαν ένα «φρένο», επιβραδύνοντας σταδιακά την περιστροφή του πλανήτη.
Καθώς η Γη περιστρέφεται ταχύτερα από την τροχιακή κίνηση της Σελήνης, η βαρυτική αλληλεπίδραση μεταφέρει ενέργεια προς τη Σελήνη, η οποία απομακρύνεται αργά, ενώ η διάρκεια της ημέρας στη Γη αυξάνεται.
Επί δεκαετίες τα περισσότερα μοντέλα θεωρούσαν ότι αυτή η επιβράδυνση της περιστροφής της Γης συνέβαινε ομαλά και συνεχώς. Όσο πιο πίσω στον χρόνο τόσο μικρότερη η ημέρα. Ωστόσο, τα νέα γεωλογικά δεδομένα δείχνουν ότι η πραγματικότητα ήταν πιο σύνθετη.
Το «μυστήριο» της Προκάμβριας Περιόδου
Οι επιστήμονες είχαν εδώ και χρόνια ενδείξεις ότι, κατά την Προκάμβρια Περίοδο, η αύξηση της διάρκειας της ημέρας ενδέχεται να είχε «παγώσει». Μία από τις πιθανές εξηγήσεις αφορούσε στην ατμόσφαιρα της Γης.
Πέρα από τις ωκεάνιες παλίρροιες που προκαλεί η Σελήνη και επιβραδύνουν την περιστροφή της Γης, η ηλιακή θέρμανση της ατμόσφαιρας δημιουργεί ατμοσφαιρικές παλίρροιες, οι οποίες λειτουργούν αντίστροφα, επιταχύνοντας την περιστροφή της. Αν οι δύο αυτές δυνάμεις εξισορροπηθούν, η διάρκεια της ημέρας μπορεί να σταθεροποιηθεί.
Μέχρι πρόσφατα, όμως, τα διαθέσιμα δεδομένα ήταν περιορισμένα και αμφισβητούμενα, καθώς βασίζονταν κυρίως σε σπάνιους γεωλογικούς σχηματισμούς, όπως οι στρωματόλιθοι.
«Ανάγνωση» του χρόνου από τα πετρώματα
Η σημαντική πρόοδος ήρθε μέσω της κυκλοστρωματογραφίας, μιας μεθόδου που αναλύει ρυθμικά μοτίβα σε ιζηματογενή πετρώματα. Τα μοτίβα αυτά σχετίζονται με τους κύκλους Milankovitch, δηλαδή μικρές περιοδικές μεταβολές στην κίνηση και την κλίση της Γης που επηρεάζουν το κλίμα.
Δύο από αυτούς τους κύκλους, η μετάπτωση και η μεταβολή της κλίσης του άξονα, εξαρτώνται άμεσα από την ταχύτητα περιστροφής της Γης. Έτσι, λειτουργούν σαν ένα φυσικό «ρολόι» του παρελθόντος.
Τα τελευταία επτά χρόνια πάνω από το ήμισυ των διαθέσιμων εκτιμήσεων για τη διάρκεια της ημέρας στη Γη κατά την Προκάμβρια Περίοδο προέκυψε από αυτή τη μέθοδο. Οι ερευνητές συνέθεσαν 12 νέους χρονικούς περιορισμούς, δημιουργώντας το πιο λεπτομερές αρχείο μέχρι σήμερα.
Επί ένα δισεκατομμύριο χρόνια η μέρα διαρκούσε 19 ώρες στη Γη
Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά. Από περίπου πριν δύο δισεκατομμύρια έως πριν ένα δισεκατομμύριο χρόνια η διάρκεια της ημέρας φαίνεται να παρέμεινε σταθερή στις 19 ώρες. Η στατιστική ανάλυση δείχνει ξεκάθαρα ένα «σημείο καμπής», όπου η αύξηση της διάρκειας της ημέρας σταματά για ένα εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η περίοδος αυτή συμπίπτει με το λεγόμενο «βαρετό δισεκατομμύριο» της Γεωλογίας - μια εποχή σχετικής περιβαλλοντικής σταθερότητας και αργής βιολογικής εξέλιξης.
Ο ρόλος της ατμόσφαιρας και του οξυγόνου
Για να διατηρηθεί αυτή η ισορροπία στις 19 ώρες η ατμόσφαιρα της Γης θα έπρεπε να επιτρέπει ταχύτερα ατμοσφαιρικά κύματα από ό,τι σήμερα. Το χρονικό διάστημα συμπίπτει με τη Μεγάλη Οξυγόνωση, όταν τα επίπεδα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα αυξήθηκαν σημαντικά.
Η δημιουργία όζοντος, το οποίο απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία σε υψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας, ενίσχυσε τις ατμοσφαιρικές παλίρροιες, πιθανώς αρκετά ώστε να εξισορροπήσουν τη «βαρυτική πέδηση» της Σελήνης.
Γιατί έχει σημασία η διάρκεια της ημέρας
Η σταθερότητα στη διάρκεια της ημέρας δεν επηρέασε μόνο το ρολόι του πλανήτη. Η περιστροφική ενέργεια της Γης συνδέεται με τεκτονικές διεργασίες, τη μεταφορά θρεπτικών στοιχείων και, τελικά, την εξέλιξη της ζωής.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι σύντομες ημέρες των 19 ωρών περιόριζαν τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης, επιβραδύνοντας τη συσσώρευση οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Μόνο όταν η Γη «ξέφυγε» από αυτή την παλιρροϊκή ισορροπία και οι ημέρες άρχισαν να μεγαλώνουν, κατέστη δυνατή η ανάπτυξη πιο σύνθετων μορφών ζωής.
Ένα νέο παράθυρο στο βαθύ παρελθόν
Η μελέτη προσφέρει την ισχυρότερη μέχρι σήμερα απόδειξη ότι η περιστροφή της Γης πέρασε από μια μακρά περίοδο στασιμότητας. Συνδέει τη μηχανική του συστήματος Γης - Σελήνης με την ατμόσφαιρα, το κλίμα και τη βιολογική εξέλιξη, υπογραμμίζοντας πόσο βαθιά αλληλένδετες είναι οι διεργασίες που διαμόρφωσαν τον πλανήτη μας.
Ακόμη και κάτι τόσο αυτονόητο όσο η διάρκεια της ημέρας αποδεικνύεται ότι έπαιξε καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση της ζωής στη Γη - σε μια εποχή που 19 ώρες ήταν όλος ο χρόνος που είχε η Φύση στη διάθεσή της.
Πηγή: iefimerida.gr