الفضل يعود الى القمر في تطويل يوم الأرض

الفضل يعود الى القمر في تطويل يوم الأرض

بقلم كيلي ابريل تيلير

بالنسبة لأي شخص تمنى يومًا ما أن يكون هناك ساعات أكثر في اليوم ، فإن علماء الجيولوجيا لديهم بعض الأخبار الجيدة: فالأيام على الأرض تزداد طولًا.
تظهر دراسة جديدة التي تعيد بناء التاريخ العميق لعلاقة كوكبنا بالقمر أنه قبل 1.4 مليار سنة كان طول  اليوم الواحد على الأرض أكثر من ١٨ ساعة. هذا على الأقل جزئيا لأن القمر كان أقرب الى الأرض  وغيّر الطريقة التي تدورالأرض حول محورها.
يشرح ستيفن مايرز ، أستاذ العلوم الجيولوجية بجامعة ويسكونسن ماديسون والمؤلف المشارك للدراسة ، التي نشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. في  ٤ يونيو ٢٠١٨:  "عندما يبتعد القمر ، فإن الأرض تشبه شخصاً متزلجاً يدور حول نفسه  يتباطأ عندما يمد ذراعيه".


 

 
خلال رحلتها إلى كوكب المشتري في عام ١٩٩٢ ، أعادت المركبة الفضائية غاليليو التابعة لناسا صوراً للأرض والقمر. تم دمج الصور المنفصلة لإنشاء هذا المنظر. NASA / JPL / USGS
الورقة تبين  طريقة إحصائية ، تربط النظرية الفلكية بالمراقبة الجيولوجية (تسمى استروكرونولوجي  astrochronology وهي تقدير تاريخ وحدة تراسبية بمعايرتها بجداول زمنية مضبوطة فلكياً) لمعرفة  الماضي الجيولوجي للأرض ، وإعادة بناء تاريخ النظام الشمسي ، ومعرفة تغير المناخ القديم كما تم التقاطه   في السجل الصخري.
يقول مايرز: "كان أحد طموحاتنا استخدام الأستروكرونولوجي  لمعرفة الزمن في الماضي البعيد ، لتطوير مقاييس زمنية جيولوجية قديمة جدًا". "نريد أن نكون قادرين  على دراسة صخور  عمرها مليارات السنين بطريقة مماثلة لكيفية دراستنا للعمليات الجيولوجية الحديثة".
تتأثر حركة الأرض في الفضاء بالأجسام الفلكية الأخرى التي تمارس قوة عليها ، كالكواكب الأخرى والقمر. ويساعد هذا على تحديد الاختلافات في دوران الأرض حول محورها  وتهاديها  عليه  ، وفي المدار  تدور الأرض حول الشمس.
تُعرف هذه الاختلافات بشكل جمعي بدورات ميلانكوفيتش ، وهي تحدد أين  يتوزع ضوء الشمس على الأرض ، وهو ما يعني أيضًا أنها تحدد إيقاعات مناخ الأرض. لقد لاحظ العلماء مثل مايرز هذا الإيقاع المناخي في السجل الصخري ، الذي امتد لمئات الملايين من السنين.
لكن العودة إلى الوراء الى ما هو أبعد من ذلك ، على مدى  مليارات السنين ، أثبتت أن هذا الأمر  صعب لأن الوسائل الجيولوجية النموذجية ، كتحديد التاريخ بالنظائر المشعة، لا توفر الدقة اللازمة لتحديد الدورات. كما أن  عدم معرفة تاريخ القمر ، وما يعرف بفوضى النظام الشمسي  يجعله معقداً ، وهي النظرية التي طرحها عالم الفلك الباريسي جاك لاسكار في عام ١٩٨٩
يحتوي النظام الشمسي على العديد من أجزاء متحركة ، بما في ذلك الكواكب الأخرى التي تدور حول الشمس. يمكن أن تزداد الإختلافات الأولية الصغيرة في هذه الأجزاء المتحركة الى تغييرات كبيرة بعد ملايين السنين. هذه هي الفوضى  في النظام الشمسي ، ومحاولة اعتبارها يمكن أن يكون كمحاولة تتبع أثر الفراشة في الاتجاه المعاكس.
في العام الماضي ، قام مايرز وزملاؤه بفك شيفرة النظام الشمسي الفوضوي في دراسة أُجريت  على الرواسب من تكوين صخري عمره ٩٠ مليون سنة التقط  دورات المناخ الأرضي. ومع ذلك ،  كلما كان  السجل الصخري  الذي رجع هو وآخرون اليه  قديماً  زمنياً، كلما كانت استنتاجاتهم أقل موثوقية.
على سبيل المثال ، القمر يتحرك حاليا بعيدا عن الأرض بمعدل 3.82 سم في السنة. وبإستخدام معدل اليوم الحالي ، استنتج العلماء  المستقرئون عبر الزمن  الى ما وراء   حوالي 1.5 مليار سنة أن "القمر قد يكون قريباً بما فيه الكفاية ، بحيث أن  تجاذبه  مع الأرض قد  يمزق القمر" كما وضح مايرز. ومع ذلك ، نعرف أن  عمر القمر يبلغ 4.5 مليار سنة.
لذا ، سعى مايرز لطريقة أفضل لحساب ما تفعله  جاراتنا الكواكب  منذ مليارات السنين من أجل فهم تأثيرها على الأرض ودورات ميلانكوفيتش. كانت هذه هي المشكلة التي أحضرها معه إلى محلضرة  ألقاها في مرصد جامعة لامونت دوهرتي في جامعة كولومبيا أثناء تفرغه في عام ٢٠١٦.
في ذلك اليوم ، كان من ضمن الحضور ألبرتو مالينفيرنو ، أستاذ أبحاث لامونت في جامعة كولومبيا. "كنت أجلس هناك عندما قلت لنفسي ، أعتقد أنني أعرف كيف أفعل ذلك! "دعونا نجتمع  مع بعض!" قال مايڤيرنو Malinverno ، المؤلف المشارك الآخر في الدراسة. "كان مثيراً  ، بطريقة ما ، كنت تحلم بهذا طوال الوقت. كنت الحل الذي يبحث  عن مشكلة.
تعاون الاثنان على الجمع بين الطريقة الإحصائية التي طورها مايرز في عام ٢٠١٥ للتعامل مع حالة عدم اليقين عبر الزمن - والتي تسمى تايم اوبتTimeOpt   - مع النظرية الفلكية والبيانات الجيولوجية والمقاربة الإحصائية المتطورة التي تسمى الإنعكاس البايزي  Bayesian والذي يسمح للباحثين بالتعامل  بشكل أفضل مع  نظام عدم اليقين.
ثم اختبروا المقاربة التي  يطلقون عليها     TimeOptMCMC على طبقتين صخريتين : تكوين شيامالينغ البالغ من العمر 1.4 مليار سنة من شمال الصين والسجل الذي يبلغ ٥٥ مليون سنة من والڤيز ريدج Walvis Ridg في جنوب المحيط الأطلسي.
بهذه المقاربة ، تمكنوا من أن يقيّموا بشكل موثوق من  طبقات الصخور في تغيرات السجل الجيولوجي في اتجاه محور دوران الأرض وشكل مداره في زمن أكثر حداثة وكذلك في زمن أكثر  عمقاً ( في التاريخ) ، مع معالجة عدم اليقين. وكانوا قادرين أيضًا على تحديد طول اليوم والمسافة بين الأرض والقمر.

 

 

المصدر :
https://news.wisc.edu/thank-the-moon-for-earths-lengthening-day/

التعليقات


يرجى الإطلاع على شروط التعلقات

عرض الأسم

عرض الأسم

عرض البريد

رمز التحقق