Studiul care schimbă tot ce ştiam: O zi va dura mai mult de 24 de ore

Un material publicat în ultimul număr al revistei Astrobiology prezintă existenţa a numeroşi factori care pot influenţa viteza de rotaţie a Pământului în jurul propriei axe, iar surprinzător, chiar viaţa este unul dintre aceşti factori, alături de influenţa Soarelui şi a Lunii sau a atmosferei.

Prezenţa vieţii poate influenţa viteza de rotaţie a planetei noastre prin eliberarea în atmosferă a unor gaze, aşa cum este oxigenul, conform unui nou studiu coordonat de Caleb Scharf, directorul Departamentului de Astrobiologie al Universităţii Columbia din New York.

Pământul are nevoie de aproximativ 24 de ore pentru a încheia o rotaţie în jurul propriei axe. În trecut însă, planeta noastră se învârtea mult mai repede, o zi având doar 2 – 3 ore. Atracţia gravitaţională a Soarelui şi a Lunii au contribuit la încetinirea acestei viteze de rotaţie de-a lungul miliardelor de ani. Acest efect este cunoscut drept "frânare mareică", citează din studiu ştiripesurse.ro.

Economic - 31 oct, 09:08

Cu ce asociază românii fericirea? O treime dintre ei se simt fericiți și în siguranță cu un cont mereu plin. Ce s-a descoperit în cadrul unui studiu

În prezent, viteza de rotaţie a planetei continuă să scadă, iar durata unei zile creşte cu aproximativ 1,8 milisecunde pe secol.

Studii anterioare au indicat existenţa unor multitudini de factori care, la rândul lor, pot încetini sau accelera viteza de rotaţie a Pământului în jurul propriei axe. Spre exemplu, creşterea nivelului oceanului global în urma topirii calotelor glaciare de la poli poate modifica gradul de înclinare al axei terestre, mărind viteza de rotaţie a Pământului.

Atmosfera planetei influenţează şi ea lungimea zilelor. "Este surprinzător, dar masa atmosferei terestre este de aproximativ 50 de trilioane de tone şi astfel, de-a lungul unor perioade lungi de timp, mii şi chiar milioane de ani, toată această masă şi frecarea pe care o exercită asupra suprafeţei planetei, pot avea un efect", a explicat Scharf.

"Să ne imaginăm, spre exemplu, că am putea accelera ca prin magie dinamica atmosferică astfel încât, peste tot în lume, vântul ar bate cu forţă de uragan în continuu şi în aceeaşi direcţie, timp de mai multe secole. Treptat, prin frecare, acest vânt ar ajunge să aibă un efect clar asupra rotaţiei planetei", a adăugat el.

Desigur, efectele reale ale atmosferei asupra mişcării de rotaţie a planetei "sunt mult, mult mai puţin evidente, dar la o scară a timpului de ordin geologic ele pot conta" şi pot balansa efectul de încetinire rezultat din interacţiunea gravitaţională a Pământului cu Soarele şi Luna.

Temperatura atmosferei poate influenţa, de asemenea, lungimea zilelor. "Atunci când o stea încălzeşte o planetă aşa cum este Pământul, atmosfera răspunde prin modificări ale presiunii – aerul cald se dilată, cel rece se contractă şi se produc modificări zilnice ale repartiţiei masei în cadrul atmosferei. Astfel, masa atmosferică nu mai este răspândită uniform în jurul planetei (…) iar forţele gravitaţionale exercitate de Soare şi de Lună acţionează mai puternic asupra zonelor atmosferice unde se acumulează mai multă masă", susţine Scharf.

Puterea de atracţie a stelelor sau a lunilor asupra atmosferei unei planete produce de obicei un efect foarte mic. Uneori însă, rata cu care o stea încălzeşte atmosfera unei planete poate "rezona" sau întări rata de vibraţie a atmosferei, la fel cum o solistă de operă poate atinge nişte note atât de ridicate încât să intre în rezonanţă cu un pahar şi să-l spargă. "Atunci când se întâmplă un astfel de lucru, repartiţia masei în cadrul atmosferei variază mai mult" iar influenţa gravitaţională a stelei şi a lunilor devine mai puternică asupra zonelor unde se află mai multă masă.

În cazul Pământului, "credem că un astfel de fenomen s-a produs pe când lungimea zilei era de 21 de ore", iar variaţiile de răspândire a masei atmosferice au acţionat împotriva efectului de încetinire exercitat de Lună timp de sute de milioane de ani.

Scharf a explicat modul subtil în care atmosfera poate influenţa viteza de rotaţie a planetei. Existenţa vieţii pe planetă influenţează chimia atmosferică prin degajarea unor gaze aşa cum este oxigenul, produs de plante prin fotosinteză. Acumularea unor astfel de gaze influenţează, în timp, modul în care atmosfera se încălzeşte sau se răceşte, iar acest lucru, conform lui Scharf, poate avea un impact asupra vitezei de rotaţie a planetei.

"Posibilitatea ca biologia, sau mai bine spus biosfera, să influenţeze în mod notabil rotaţia unei planete prin modificarea compoziţiei atmosferice – este o nebunie! Dar se pare că nu este o imposibilitate" a subliniat el.

Există mai multe mecanisme prin care viaţa poate influenţa viteza de rotaţie a unei planete. Spre exemplu, lumina ultravioletă poate genera ozon din oxigenul atmosferic. Ozonul "este foarte bun în ceea ce priveşte absorbţia luminii solare şi încălzirea atmosferei (…) Să ne imaginăm o planetă unde abia au apărut formele de viaţă care produc oxigen, planetă care încă se învârte repede. Pe măsură ce se formează ozon, acest gaz poate "acorda" atmosfera astfel încât să intre în rezonanţă mai repede, şi astfel va acţiona împotriva efectului de încetinire normală, rezultat din interacţiunea gravitaţională cu steaua sa şi cu eventuala sa lună.

"Aproape fiecare descoperire legată de planetologie din ultimele câteva decade a adus ceva nou care ne-a modificat şi ne-a extins înţelegerea asupra planetelor", a susţinut şi Brian Jackson, planetolog la Boise State University, care nu a participat la acest studiu. Ipoteza lui Scharf "introduce încă o idee interesantă – aceea că, prin modificarea atmosferei unei planete biologia poate să-i influenţeze rotaţia. Deşi există un număr foarte mare de variabile ce trebuie analizate, ipoteza este foarte interesantă şi merită explorată", a adăugat el.

Studii ulterioare în acest domeniu vor apela la modele computerizate 3D pentru a simula clima planetară şi a verifica această ipoteză. Apoi, astronomii ar putea ajunge să ştie dacă există şanse ca o anumită exoplanetă nou descoperită să aibă o biosferă doar prin observarea vitezei sale de rotaţie.