Většina z nás by si přála, aby měl den více než 24 hodin, abychom bez zbytečného presu a nervů stihli všechno, co potřebujeme. V minulosti jsme od toho nebyli daleko. Nebýt jevu, který před miliardami let pozastavil prodlužování pozemských dnů, píše web Ars Technica.
Země neměla vždy 24hodinové dny. Když se před zhruba 4,5 miliardami let objevil Měsíc, měl den podle Ars Technica méně než 10 hodin, ale postupně se prodlužoval, jak slapové síly Měsíce zpomalovaly rotaci Země. Existovalo však také dlouhé období stagnace.
Astrofyzici nyní zjistili, že v období před 2 miliardami až 600 miliony let trvaly dny přibližně 19,5 hodiny, protože několik slapových sil se vzájemně vyrušilo a udržovalo Zemi při stejné rychlosti rotace po více než miliardu let. Kdyby k tomu nedošlo, naše současné dny by mohly mít více než 65 hodin.
„Skutečnost, že den má 24 hodin, není náhoda,“ uvedl výzkumný tým ve studii nedávno zveřejněné v časopise Science Advances.
Jak a proč se točí Země?
Jak tedy slapové síly Slunce a Měsíce ovlivňují rotaci Země? Měsíční slapové síly vznikají v důsledku gravitační přitažlivosti Měsíce. Proto se strana naší planety, která je nejblíže Měsíci, a strana, která je od něj nejvzdálenější, „vyboulí“ a oceány zažijí příliv a odliv (slapové působení Měsíce ovlivňuje i pevninu, ale je pouhým okem nepostřehnutelné). Gravitace Měsíce tyto „vybouleniny“ přitahuje, a tak se vzpírají rotaci Země. Místa, kde dochází k tomuto vzedmutí povrchu, se při rotaci Země mění, čímž vzniká tření, které také zpomaluje tuto rotaci.
Existují dva typy slunečních přílivů a odlivů, které vytvářejí točivý moment, tedy sílu, která ovlivňuje rotaci. Prvním typem je sluneční slapový moment, který působí stejně jako ten měsíční a způsobuje velmi malé změny v přílivu a odlivu oceánů, takže zpomaluje rotaci Země.
Druhým typem je tepelný slapový moment. Když sluneční světlo ohřívá atmosféru, způsobuje její rozpínání, čímž vytváří další rukojeť, na kterou může působit gravitace Slunce. Tento vliv tlačí Zemi k rychlejší rotaci. Přestože je gravitace Slunce silnější, naše hvězda je od Země 390krát dál než Měsíc, takže měsíční příliv a odliv vytváří dvojnásobnou sílu. V důsledku toho se dny stále mírně prodlužují.
Ke změně došlo před dvěma miliardami let
Zemská atmosféra byla teplejší. To ovlivnilo tepelné vlny, které v atmosféře vytvářelo sluneční světlo, přičemž vyšší teplota znamenala vyšší rychlost vln. Frekvence, s jakou se tyto vlny šíří atmosférou, vytvořila atmosférickou rezonanci, která jejich účinek ještě zvýraznila. Po dobu jedné miliardy let byly tato rezonance a délka dne synchronizovány, přičemž atmosférické vlny rezonovaly pokaždé, když Země dokončila přibližně polovinu své rotace.
Protože rotační perioda Země byla téměř přesně dvakrát delší než perioda rezonance, atmosférické vlny způsobené Sluncem zesílily, čímž gravitace Slunce získala více hmoty, s níž mohla pracovat. Výsledkem byl točivý moment, který zhruba odpovídal momentu způsobenému měsíčním přílivem a odlivem. Země se nakonec nepohybovala ani pomaleji, ani rychleji. Dny se opět prodlužovaly před 600 miliony let až miliardu let po začátku rezonance.
Tým provádějící studii potvrdil výsledek svých výpočetních modelů zkoumáním geologických důkazů přílivu a odlivu z extrémně starých skalních útvarů. „Dlouhé trvání a relativně nedávný výskyt tohoto rezonančního stavu může být zodpovědný za to, že den je v současnosti dlouhý 24 hodin,“ uvedli astrofyzikové ve studii.
Mohly by rostoucí teploty v důsledku globálního oteplování ještě více vyvést rezonanci ze synchronizace s rotací a prodloužit dny? Děje se to právě teď. Čím více jsou rezonance a rotace nesynchronizované, tím méně jsou sluneční slapové síly schopny čelit měsíčním slapovým silám, které po celé věky pomalu prodlužovaly dny na Zemi. Možná by se nám všem hodilo pár hodin dne navíc, ovšem ne na úkor naší planety.
Autor: Jiří Böhm
