Παρασκευή, 29 Μαρτίου 2013

Η μέρα είχε πάντα 24 ώρες;


απαντάει ο καθηγητής Διονύσης Σιμόπουλος





Η ιστορία μας αρχίζει πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια με την γέννηση της Γης μας μαζί με τους άλλους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος. Κανείς φυσικά δεν μπορεί να ξέρει ή ακόμα και να υπολογίσει με οποιονδήποτε τρόπο την διάρκεια της τότε καθημερινής περιστροφής της Γης μας, γιατί τα μεγέθη των παραγόντων που συμμετέχουν σε μια τέτοια κίνηση είναι εν πολλοίς άγνωστα και απροσδιόριστα για τους σημερινούς ερευνητές. Ακόμη και όταν πριν από 4,2 δισεκατομμύρια χρόνια η σύγκρουση της Γης μας με ένα αντικείμενο στο μέγεθος περίπου του Άρη δημιούργησε τη Σελήνη, δεν μας άφησε κανένα στοιχείο που να μας βοηθήσει στους σημερινούς σχετικούς μας υπολογισμούς. Σε κανένα μάλιστα βιβλίο που γνωρίζω δεν αναφέρεται τίποτε το σχετικό για την περασμένη εκείνη εποχή.

Η ύπαρξη της Σελήνης γύρω από τον πλανήτη μας παίζει φυσικά έναν πολύ σπουδαίο ρόλο στην διερεύνηση της ερώτησης, γιατί απλούστατα η απόσταση της Σελήνης από τη Γη είναι το βασικότερο ίσως στοιχείο στον υπολογισμό των παλιρροιακών δυνάμεων που εφαρμόζονται από την Σελήνη πάνω στη Γη, ενώ συγχρόνως οι δυνάμεις αυτές παίζουν σημαντικότατο ρόλο στον υπολογισμό του χρόνου που χρειάζεται η Γη για μια πλήρη περιστροφή της γύρω από τον άξονά της. Δεν υπάρχει όμως κανένα στοιχείο που να μας προσδιορίζει την ακριβή απόσταση του φυσικού μας δορυφόρου γύρω από τη Γη στο πέρασμα των χιλιετιών αλλά ούτε και κανένα βιβλίο ή άλλη πηγή που μπόρεσα να βρω δεν αναφέρει κάτι το συγκεκριμένο για τις πρώτες τουλάχιστον εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια της εξέλιξης του δίδυμου Γης-Σελήνης.

Εκείνο πάντως που γνωρίζουμε με βεβαιότητα είναι ότι η απόσταση της Σελήνης δεν παραμένει πάντα ίδια αφού στη διάρκεια ενός μήνα άλλες φορές μας πλησιάζει και άλλοτε απομακρύνεται από ‘μας. Στην πλησιέστερη απόστασή της η Σελήνη βρίσκεται 356.410 χιλιόμετρα από τη Γη και στην πιο απομακρυσμένη 406.697 χιλιόμετρα, με την μέση απόστασή της από τη Γη να φτάνει τα 384.400 χιλιόμετρα (από κέντρο σε κέντρο). Η απόσταση όμως αυτή συνεχώς μεγαλώνει κατά 3,82 εκατοστά κάθε 100 χρόνια, γεγονός που σημαίνει ότι στο παρελθόν η Σελήνη πρέπει να βρίσκονταν πολύ πλησιέστερα στη Γη απ’ ότι είναι σήμερα. Οι διάφορες πηγές που συμβουλεύτηκα αναφέρουν αντικρουόμενες εκτιμήσεις που κυμαίνονται από το ½ της σημερινής απόστασης (192.200 χιλιόμετρα) μέχρι και το 1/10 (38.440 χιλιόμετρα). Φανταστείτε λοιπόν το μέγεθος των παλιρροιών πάνω στη Γη όταν και αν η απόσταση της Σελήνης ήταν σ’ αυτήν την μικρότερη απόσταση. Σ’ αυτή την περίπτωση και η πλημμυρίδα και η άμπωτης των παλιρροιών θα διαφοροποιούσαν το ύψος των θαλασσών κατά εκατοντάδες μέτρα μέσα σε μερικές μόνον ώρες!

Φυσικά η ελάχιστη αυτή απόσταση είναι μάλλον υπερβολική για τον απλούστατο λόγο ότι σ’ αυτή την απόσταση η Σελήνη, θα κινδύνευε να καταστραφεί σε τρισεκατομμύρια κομμάτια σχηματίζοντας έτσι γύρω από τον πλανήτη μας ένα δακτύλιο υλικών σαν αυτόν που διαθέτουν οι αέριοι γίγαντες πλανήτες σαν τον Κρόνο. Γιατί απαιτείται μια ελάχιστη απόσταση στην οποία η Σελήνη μπορεί να είναι ασφαλής και να μην κινδυνεύει από τις βαρυτικές δυνάμεις που εξασκεί πάνω της η Γη. Η απόσταση αυτή (ανάμεσα στο κέντρο του πλανήτη και το κέντρο του δορυφόρου) ονομάζεται «Όριο του Ρος», και στην περίπτωση της Σελήνης είναι τέσσερις φορές το μέγεθος της γήινης ακτίνας. Πράγμα που σημαίνει ότι στην περίπτωση Γης-Σελήνης το Όριο του Ρος είναι 25.512 χιλιόμετρα.

Οι διάφοροι υπολογισμοί που έχουν γίνει μέχρι τώρα και οι οποίες βασίζονται στις έρευνες των αρχαίων ηλιακών εκλείψεων, των γεωλογικών στρωμάτων, των κοραλλιών και άλλων απολιθωμάτων σε διάφορες περιοχές της Γης και σε διαφορετικές χρονικές περιόδους, μας βοήθησαν στη διαμόρφωση ενός αρκετά ενδιαφέροντος σεναρίου σχετικά με την απόσταση της Σελήνης από τον πλανήτη μας και την διάρκεια της ημέρας στη Γη στο πέρασμα των γεωλογικών εποχών. Οι μετρήσεις αυτές περιορίζονται στα τελευταία μόνο 900 εκατομμύρια χρόνια, την ίδια περίπου περίοδο που οι πρώτοι πολυκύτταροι οργανισμοί έκαναν την εμφάνισή τους στους ωκεανούς της Γης. Παρ’ όλα αυτά οι εκτιμήσεις αυτές δεν είναι καθόλου αδέξιες αν υπολογίσει κανείς τις διάφορες δυσκολίες και την πληθώρα των παραμέτρων που απαιτούνται για έναν πλήρη απολογισμό.

Τα σύγχρονα στοιχεία μας λένε ότι οι παλιρροιακές δυνάμεις πάνω στα νερά των ωκεανών προκαλούν τριβές που μειώνουν σήμερα την περιστροφή της Γης κατά 0,0016 του δευτερολέπτου κάθε αιώνα. Ακόμη κι αν η μείωση αυτή ήταν η ίδια πριν από 900 εκατομμύρια χρόνια, κι όχι όπως είναι φυσικό πολύ μεγαλύτερη, τότε η διάρκεια της ημέρας την εποχή εκείνη θα πρέπει να ήταν 20 το πολύ ώρες και άρα η διάρκεια του έτους θα ήταν 438 ημέρες, 438 δηλαδή γήινες περιστροφές. Αλλά όλα τα στοιχεία που έχουν συγκεντρωθεί μας πληροφορούν ότι στην πραγματικότητα η διάρκεια της ημέρας στο παρελθόν ήταν πολύ πιο μικρή. Φυσικά δεν είναι αρκετό να βασιστούμε στις παλιρροιακές μόνο τριβές, αλλά θα πρέπει να υπολογίσουμε επίσης και τα διάφορα γεωφυσικά χαρακτηριστικά, όπως είναι οι κινήσεις των τεκτονικών πλακών και το ύψος της θαλάσσιας στάθμης, τις διάφορες ιστορικές πληροφορίες για την ακριβή εμφάνιση των ηλιακών εκλείψεων, και κυρίως τα βιολογικά στοιχεία από τις μετρήσεις των αρχαιοβακτηριδίων, των αρχαιοκοραλλιών και άλλων απολιθωμάτων.

Βασισμένοι στις μέχρι σήμερα έρευνες που έχουν γίνει μπορούμε να εκτιμήσουμε αρκετά βάσιμα ότι πριν από 900 περίπου εκατομμύρια χρόνια η διάρκεια της ημέρας πρέπει να ήταν 18 περίπου ώρες, οπότε και η διάρκεια του έτους έφτανε τις 487 ημέρες. Για 300 εκατομμύρια χρόνια μετά την περίοδο εκείνη η περιστροφή της Γης συνεχώς ελαττώνονταν μέχρις ότου, λίγο πριν από την μεγάλη ανάπτυξη των διαφόρων ειδών ζωής (στη διάρκεια της «Κάμβριας Έκρηξης», όπως ονομάζεται, πριν από 545-505 εκατομμύρια χρόνια), η ημέρα είχε φτάσει τις 20,67 ώρες και το έτος είχε τότε διάρκεια 424 ημερών. Εκατό εκατομμύρια χρόνια πέρασαν και το μεγαλύτερο μέρος της ξηράς του πλανήτη μας είχε συγκεντρωθεί στα νότια σε μια υπερ-ήπειρο, την οποία ονομάζουμε σήμερα «Γκοντουάνα», που μετακινούνταν προς τον Νότιο Πόλο όταν τελικά το μεγαλύτερο τμήμα της βυθίστηκε στον ωκεανό.

Πριν από 500 εκατομμύρια χρόνια, στις αρχές της Ορδοβίκιας Περιόδου (πριν από 505-440 εκατομμύρια χρόνια), στις θάλασσες και τους ωκεανούς της Γης υπήρχε μια μεγάλη ποικιλία μορφών ζωής μεταξύ των οποίων περιλαμβάνονταν οι τριλοβίτες, τα βραχιόποδα, κόκκινα και πράσινα φύκι, πρωτόγονα είδη ψαριών, κεφαλόποδα, κοράλλια, και γαστρόποδα. Την ίδια εκείνη περίοδο ήταν που τα πρώτα φυτά μετακινήθηκαν και άρχισαν να καλύπτουν για πρώτη φορά την επιφάνεια της ξηράς. Την εποχή εκείνη μια πλήρης περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της διαρκούσε 21,28 ώρες και το έτος 412 ημέρες.

Στη διάρκεια της Δεβόνιας Περιόδου (πριν από 420-350 εκατομμύρια χρόνια) υπήρχαν τρεις κύριες ήπειροι. Η Βόρειος Αμερική ήταν τότε ενωμένη με την Ευρώπη και βρίσκονταν κοντά στον ισημερινό. Στα βόρεια βρίσκονταν ένα τμήμα της Σιβηρίας, ενώ στο νότιο ημισφαίριο υπήρχε μια μεγαλύτερη ήπειρος που αποτελούνταν από τις σημερινές περιοχές της Νότιας Αμερικής, της Αφρικής, της Ανταρκτικής, της Ινδίας και της Αυστραλίας. Την περίοδο εκείνη τα φυτά δεν είχαν μεγαλύτερο ύψος του ενός μέτρου ενώ προς τα τέλη της είχαν εμφανιστεί επίσης οι φτέρες, τα πρώτα δέντρα και τα πρώτα δάση. Επίσης είχαν αρχίσει να εμφανίζονται και τα πρώτα αρθρόποδα περιλαμβανομένων των πρώτων άπτερων εντόμων και των αραχνιδών, ενώ στις θάλασσες υπήρχαν τα εχινόδερμα, οι αμμωνίτες και πολλά νέα είδη ψαριών. Σ’ αυτό το σκηνικό, λοιπόν, πριν από 370 εκατομμύρια χρόνια η ημέρα είχε διάρκεια 22 ωρών και το έτος 398 ημέρες.

Τα χρόνια πέρασαν και πάνω στον πλανήτη μας οι ήπειροι είχαν αρχίσει να ενώνονται και πάλι σε μια υπερήπειρο, που είναι γνωστή σήμερα με την ονομασία Παγγαία, και εκτείνονταν από τον βόρειο έως τον νότιο πόλο. Η υπόλοιπη έκταση της Γης καλύπτονταν από έναν και μοναδικό ωκεανό γνωστό ως Πανθάλασσα και μια μικρότερη θαλάσσια περιοχή με την ονομασία Τέθυς. Την περίοδο αυτή συνέβη και η μεγάλη εξαφάνιση των ζώντων οργανισμών στο τέλος της γεωλογικής περιόδου που είναι γνωστή με την ονομασία Πέρμιο (πριν από 290-250 εκατομμύρια χρόνια) και στις αρχές της Τριαδικό (πριν από 250-206 εκατομμύρια χρόνια). Στην ξηρά είχε αρχίσει ήδη η περίοδος που είναι γνωστή ως «Εποχή των Δεινοσαύρων» και τα δάση με τις φτέρες είχαν αρχίσει να αντικαθίστανται από τα πρώτα κωνοφόρα. Πριν από 245 λοιπόν εκατομμύρια χρόνια η διάρκεια της ημέρας είχε μεγαλώσει και ήταν 22,71 ώρες οπότε και η διάρκεια του έτους έφτανε τις 386 ημέρες.

Στη διάρκεια της Ιουρασικής Περιόδου (πριν από 205-144 εκατομμύρια χρόνια), γνωστής από τις πρόσφατες ομώνυμες ταινίες, την Γη εξουσίαζαν κάθε λογής δεινόσαυροι που αποτελούσαν το αντιπροσωπευτικότερο στοιχείο ζωής πάνω στη Γη. Ήταν πλάσματα ιδιαίτερα εξειδικευμένα, προσαρμοσμένα με ιδανικό τρόπο στο γύρω τους περιβάλλον, ενώ η νοημοσύνη τους συναγωνίζονταν, και ίσως ξεπερνούσε, εκείνη πολλών σύγχρονων ζώων. Μια τεράστια ποικιλία πλασμάτων που ζούσαν σε αρμονία με το περιβάλλον τους, οι δεινόσαυροι κυριάρχησαν πάνω στη Γη καλύπτοντας όλα τα γεωγραφικά μήκη και πλάτη, από τους πόλους μέχρι τον Ισημερινό. Επί 100 εκατομμύρια χρόνια οι δεινόσαυροι ήταν η πιο πολυποίκιλη και πολύπλοκη μορφή ζωής. Την ίδια εκείνη περίοδο άρχισαν να δημιουργούνται και οι τεράστιες πετρελαιοπαραγωγικές αποθήκες της Βόρειας Θάλασσας. Στα μέσα λοιπόν εκείνης της περιόδου, πριν από 180 εκατομμύρια χρόνια, η διάρκεια της ημέρας ήταν κατά μία μόνον ώρα μικρότερη της σημερινής και η διάρκεια του έτους έφτανε τις 381 ημέρες.

Πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια οι διάφορες τεκτονικές πλάκες είχαν μετακινηθεί με τέτοιον τρόπο ώστε οι ήπειροι να έχουν πάρει σχεδόν την μορφή που έχουν σήμερα, αν και η Ινδία δεν είχε ακόμη χτυπήσει την Ασία για να δημιουργήσει έτσι την οροσειρά των Ιμαλαΐων. Εκτός όμως από την αργή αυτή δραστηριότητα κι άλλες δυνάμεις επιδρούσαν καταλυτικά στην όλη εξελικτική πορεία των κατοίκων της Γης. Ο θάνατος των δεινοσαύρων, για παράδειγμα, θεωρείται σήμερα ότι ήταν το αποτέλεσμα ενός τέτοιου εξαιρετικού συμβάντος, όταν η σύγκρουση ενός αστεροειδή 15 χιλιομέτρων στη χερσόνησο Γιουκατάν του Μεξικού κάλυψε ολάκερη τη Γη, και επί πολλά χρόνια, με ένα σύννεφο καπνού και σκόνης. Πάνω από το 70% όλων των ειδών ζωής του πλανήτη μας καταδικάστηκε έτσι σε μαζικό αφανισμό, ενώ όλα τα είδη ζωής που βλέπουμε σήμερα γύρω μας είναι οι απόγονοι όσων επιβίωσαν από την τρομερή εκείνη σύγκρουση. Την εποχή της εξαφάνισης των δεινοσαύρων, στο τέλος του Κρητιδικού (πριν από 146-65 εκατομμύρια χρόνια) και στις αρχές του Τριτογενούς (πριν από 65-1,8 εκατομμύρια χρόνια) η διάρκεια της ημέρας ήταν 23,63 ώρες και το έτος διαρκούσε 371 ημέρες.

Εξήντα πέντε εκατομμύρια χρόνια αργότερα η Γη μας χρειάζεται πλέον 24 ώρες για μια πλήρη περιστροφή της γύρω από τον άξονά της και έτσι το έτος διαρκεί 365,242199 ημέρες. Στα χρόνια που έρχονται οι ημέρες συνεχώς θα μεγαλώνουν καθώς η Σελήνη θα απομακρύνεται όλο και πιο πολύ από τη Γη μας. Όλα αυτά σημαίνουν ότι στο παρελθόν η Σελήνη φάνταζε μεγαλύτερη στον νυχτερινό ουρανό απ’ ότι σήμερα, ενώ στο απώτερο μέλλον (σε 780 εκατομμύρια περίπου χρόνια!) θα έχει απομακρυνθεί τόσο πολύ ώστε οι απόγονοί μας δεν θα ξαναδούν ποτέ πια το υπέροχο θέαμα μιας ολικής ηλιακής έκλειψης και θα περιοριστούν να βλέπουν τις δακτυλιοειδείς μόνον εκλείψεις του.

Διονύσης Π. Σιμόπουλος

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου