Ostatnio natrafiłam na ciekawy artykuł "Ziemia nie z tego świata" autorstwa Hazel Muir, niezależnej dziennikarki naukowej z Tunbridge Wells w Wielkiej Brytanii, która opierając się na rozważaniach Neila Comisa, astrofizyka z University of Maine w Orono, rozpatruje hipotetycznie różne scenariusze zdarzeń, dotyczące naszej planety.
Pod uwagę bierze różne wersje m.in. Ziemi bez Księżyca, Ziemi z dwoma naturalnymi satelitami, Ziemia plus Księżyc lub zatrzymująca się pozbawiona rotacji.
Wiadomo, iż nasz jedyny naturalny satelita powstał w wyniku zderzenia Ziemi z obiektem wielkości Marsa (Teja) ok. 4,5 mld lat temu. Młody Księżyc, uformowany z "powypadkowych okruchów" początkowo krążył w odległości ok. 1/10 dzisiejszej odległości od Ziemi, mając na nią zasadniczo większy wpływ - np. większe pływy.
Długość ziemskiej doby wynosiła wówczas ok. 8 godz., z biegiem czasu (i ucieczki Księżyca) wydłużając się do 24 godz. w dniu dzisiejszym.
Scenariusz - Ziemia bez Księżyca
Ale historia mogła się potoczyć zupełnie inaczej - do kataklizmu mogło nigdy nie dojść i Księżyc mógł się nie uformować.
Jaki miałoby to wpływ na Ziemię i jej ewolucję?
Z pewnością zabrakłoby głównego "winowajny" pływów, a siły wywołujące je pochodziłyby od Słońca, co osłabiłoby również ruch rotacyjny Ziemi i wydłużyło dobę z 8 do 12 godzin.
Zgodnie z Szacunkiem "wkład" Tei w masę Ziemi stanowi ok. 10% jej dzisiejszej masy. A zatem - gdyby nie doszło do zderzenia, siła ciężkości na Ziemi byłaby ok. 10% słabsza - bylibyśmy lżejsi, z czego z pewnością niektórzy by się cieszyli. Ale czy napewno?
Prawdopodobnie bliskim oddziaływaniom Księżyca zawdzięczamy pojawienie się życia na Ziemi. Młody Księżyc powodował pływy tysiąc razy wyższe od dzisiejszych i najprawdopodobniej zalewanie kontynentów przez oceany, wzbogacając w ten sposób morza w minerały wypłukiwane ze skał, przyczyniając się w ten sposób do powstania "pierwotnej zupy", w której narodziło się życie.
Czy zatem bez księżyca na ziemi nie byłoby życia?
Według Cominsa prawdopodobnie życie mogłoby się pojawić, lecz miałoby niewiele wspólnego z tym, jakie znamy - nie byłoby zwierząt przystosowanych do życia w nadmorskich zbiornikach wodnych, ani też polujących przy poświacie Księżyca, czy używających jej do nawigacji.
Małą pociechą pozostaje fakt, iż z pewnością nie byłoby w takim świaecie lunatyków, gdyż zupełnie nie wiadomo w jakim kierunku podążyłaby ewolucja.
Ale brak Księżyca miałby dla Ziemi inne, dalej idące konsekwencje. Grawitacja Księżyca bowiem stabilizuje obroty Ziemi. Jej brak spowodowałby większe przechylenie się Ziemi i w efekcie zaczęłaby się poruszać podobnie jak Uran na boku.
Raczej trudno to sobie wyobrazić, ale w ciągu roku Słońce przechodziłoby z jednego bieguna na drugi i spowrotem,co wymusiłoby stałą migrację wszystkich żywych istot w ucieczce przed ciemną, mroźną stroną globu.
scenariusz - Ziemia + dwa Księżyce
Bo niby dlaczego nie? Przecież ze "śmieci" pozostałych po zderzeniu mogły uformować się nie jeden, lecz dwa księżyce.
Czy dziś moglibyśmy oglądać dwa, zamiast jednego srebrnego oblicza? Najprawdopodobniej nie. Na długo bowiem przed tym, zanim pojawiły się na Ziemi złożone formy życia (a co dopiero człowiek) siły grawitacyjne księżyców doprowadziłyby do ich kolizji.
Niesamowicie znikoma szansa powstania i utrzymania się do dziś drugiego księżyca byłaby tylko wówczas, gdyby powstał w wyniku kolizji dwuch innych ciał zabłąkanych w pobliże Ziemi. Gdyby znaczna część energii kinetycznej została przeniesiona na jego towarzysza, który następnie oddaliłby się daleko w kosmos, wówczas istniałaby szanasa, iż nasz drugi księżyc osiadłby na stabilnej orbicie wokół Ziemi.
Czy wówczas wreszcie moglibyśmy się cieszyć, zgodnie ze starym przysłowiem, iż od przybytku głowa nie boli? Cóż...
Grawitacja naszego nowego Księżyca (nazwijmy go N) wywołałaby gigantyczne pływy i aktywność wulkaniczną, a nad Ziemią wisiałaby ciemna chmura pyłu. Wszystko to spowodowałoby masowe wymieranie istniejących organizmów.
Spokój zapanowałby dopiero w kilka lat po "ucieczce" towarzysza Księżyca N. Ale czy życie nie musiałoby zaczynać od początku? Mało prawdopodobne, by powstały formy znane nam dzisiaj.
Jednak jeśli ktoś miałby na tyle szczęścia, by przeżyć pojawienie się Księżyca N?
Przy założeniach, iż byłby tej samej wielkości co pierwszy, z tą samą płaszczyzną i kierunkiem orbity, lecz "zakotwiczony" o połowę bliżej - możnaby go podziwiać co 10 dni, dwa razy szerszy i cztery razy jaśniejszy od pierwszego. Pełnia obu księżyców jednocześnie z pewnością robiłaby wrażenie i ... oj, lunatycy musieliby mocno mieć się na baczności!
Ale w natyrze nie ma nic za darmo, ani nic na stałe.
Odległości pomiędzy Ziemią i Księżycami, a co za tym idzie zmienne siły grawitacyjne powodowałyby ugniatanie Księżyca N, utrzymując jego wnętrze w stanie płynnym, pobudzając do aktywności geologicznej.
Comins opisuje:
"Ależ to by było spektakularne. Na tym księżycu widać byłoby jarzące się rzeki i lawy."
Niestety, nigdy nie ma tak, żeby coś było tylko piękne, bez żadnego ale...
W tym przypadku istniałoby prawdopodobieństwo "wypluwania" przez Księżyc N części roztopionej skały w przestrzeń i wprost na Ziemię, fundując spektakle "spadających gwiazd".
Interakcja pomiędzy Księżycem a Ziemią powoduje "ucieczkę" Księżyca o 3,8 cm rocznie. Księżyc N oddalałby się szybciej i po ok. 1,5 mld lat doszłoby do nieuniknionej kolizji z pierwszym Księżycem, dosłownie zasypując Ziemię gradem odłamków, co z pewnością spowodowałoby kolejne masowe wymieranie.
Jak więc wynika z dotychczas rozpatrywanych scenariuszy, rzeczywista opcja wydarzeń jest dla nas najszczęśliwszą wersją.
Czy nasz Księżyc jest tym, co mogło się przytrafić najlepszego Ziemi i nam?
A gdyby tak?...
scenariusz - Ziemia + antyksiężyc
Comins, astrofizyk z University of Maine w Orono, rozpatrując różne scenariusze zdarzeń odnośnie kolizji Ziemi z Teją z różnymi wariantami następstw, wziął również pod uwagę powstanie antyksiężyca.
Pamiętamy, iż antyksiężyc jest po prostu księżycem poruszającym się po orbicie w odwrotnym kierunku do ruchu rotacyjnego obiektu, który okrąża. Krótko mówiąc - jeśli Ziemia obracałaby się w kierunku zgodnym do ruchu wskazówek zegara, antyksiężyc okrążałby ją po orbicie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek. Comins twierdzi, iż:
"Gdyby Teja miała wystarczający pęd, by wyrzucić na orbitę satelitę krążącego w przeciwnym kierunku, z pewnością przy takim zderzeniu zniszczyłaby całkowicie Ziemię."
Za małoprawdopodobne, jednak nie niemożliwe uważa "pozyskanie" przez Ziemię antyksiężyca z pary przemieszczających się w pobliżu ciał. Co wówczas stałoby się z Ziemią i jak wyglądałby nasz świat?
Przy założeniach, iż antyksiężyc prócz kierunku orbitowania pozostałe parametry posiadałby takie same jak nasz Księżyc, jaki miałby wpływ na Ziemię?
Ziemia po przyłaczeniu antyksiężyca z pewnością nabrałaby prędkości rotacyjnej - doba trwałaby wówczas 12 godzin. Oddziaływania grawitacyjne spowodowałyby stopniowe schodzenie antyksiężyca w kierunku Ziemi i przyspieszenie jego orbitowania. To samo oddziaływanie spowodowałoby zwolnienie rotacji Ziemi aż do zatrzymania i wymuszenia rotacji w kierunku przeciwnym niż do tej pory.
Oczywiście cały proces byłby rozłożony w czasie prawdopodobnie na przestrzeni milionów lat.
W okresie zatrzymania się Ziemi, dni na niej trwałyby przez cały planetarny rok, podczas którego jedna strona Ziemi byłaby maksymalnie nagrzana, a druga byłaby krainą wiecznej ciemności i zmarzliny.
Czy w takich warunkach rozwijałoby się życie? Prawdopodobnie tak. Comins przekonuje:
"Prawdopodobnie życie kwitłoby na granicy między obiema częściami Ziemi, tam gdzie Słońce byłoby na horyzoncie."
Później Ziemia zaczęłaby się kręcić w przeciwnym kierunku. Czy w takim razie wszystko skończyłoby się szczęśliwie?
Pamiętamy, że wzajemna grawitacja ściągałaby antyksiężyc na Ziemię. Wiemy przecież, jak Księżyc oddziaływuje choćby na przykładzie pływów. Efektem zbliżenia antyksiężyca byłyby np. fale sięgające nawet 3 km. wysokości. Gdy zbliżyłby się w okolice 4,5 tys. km. nad Ziemię, grawitacja dosłownie rozerwałaby go na kawałki, których spadający grad prawdopodobnie spowodowałby masowe wymieranie.
scenariusz - gruboskórna Ziemia
Rozpatrując różne hipotetycznie możliwe wersje wydarzeń: załóżmy, że "odwiedziny" komet niosących wodę miałyby miejsce o wiele później - czy miałoby to dla Ziemi i dla nas jakieś szczególne znaczenie? Comins tłumaczy:
"Woda zapewnia nawilżenie niezbędne do ruchu skorupy".
Co zatem, jeśliby jej zabrakło na etapie młodej Ziemi?
Z powodu braku wody, bańki magmy z biegiem czasu piętrzyłyby się i zastygały pod litosferą, powodując "narastanie" skorupy. Temperatura we wnętrzu Ziemi rosłaby, powodując co kilkadziesiąt milionów lat całkowite stopienie części litosfery, która zanim stężałaby ponownie, emitowałaby w kosmos ciepło przez kilkaset lat.
Oczywiście powstała przy okazji mieszanka toksycznych gazów zabiłaby wszystko w zasięgu swego oddziaływania. Comins, opierając się na analizie wysuszonej Wenus wyjaśnia:
"Na Wenus zdarzają się takie roztopienia i dlatego ta planeta ma tak mało kraterów - co jakiś czas jej powierzchnia tworzy się na nowo."
scenariusz - Ziemia stop
A gdyby Ziemia nagle przestała się obracać?, podobnie jak w opowiadaniu H.G. Wellsa "Mężczyzna, który potrafił czynić cuda"?
Oczywiście takie nagłe zatrzymanie Ziemi jest niemożliwe, ale rozpatrując hipotetycznie:
"Wszystko, co nie jest trzymane na powierzchni jakąś niewiarygodną siłą, poleciałoby równolegle do Ziemi" - twierdzi Comins.
Znajdujący się poza budynkami ludzie wylecieliby ok. 11 km. w górę, następnie spadając i uderzając w ziemię z prędkością ponad 1000 km/h.
Nawet najtrwalsze budynki zostałyby wyrwane z fundamentów, a Ziemia zostałaby zalana oceanami. Życie na Ziemi przestałoby istnieć.
Gdyby jednak zatrzymanie się zajęło Ziemi małą chwilkę, poiedzmy dwie lub trzy dekady? Co prawda nie miałoby to aż tak katastrofalnych skutkó, niemniej jednak...
Odśrodkowa siła obracającej się Ziemi sprawia, iż skorupa na równiku wybrzusza się, tworząc również wybrzuszenie wód na wysokość 8 km. Efektem zatrzymania Ziemi byłoby przemieszczenie się oceanów w kierunku biegunów (silniejszej grawitacji).
Zgodnie z symulacją przeprowadzoną przez Witolda Fraczka z Environmental Systems Research Institute w Kalifornijskim Redlands, oceany podzieliłyby się równo na oba bieguny z brzegami na wysokości ok. 30 równoleżnika północnego i południowego. Powstałby pomiędzy nimi megakontynemt z górami wystającymi nawet na 10 km. powyżej nowego poziomu morza.
Fraczek uważa, że jeśli w takich warunkach ludzkość w ogóle dałaby radę przetrwać to:
"Podzielilibyśmy się na dwie populacje - tych mieszkających nad północnym i południowym oceanem. Dzieliłby ich skalisty ląd."
Doba trwałaby cały rok, co daje pół roku upałów i pół roku mrozów. Życie byłoby możliwe w strefach zmierzchu, a więc ludzkość musiałaby żyć w ciągłej pogoni za Słońcem wokół globu.
scenariusz - rzeczywistość
W rzeczywistości ruch obrotowy Ziemi, choć znacznie wolniej, ale jednak zwalnia.
Prawdopodobnie proces wyhamowywania Ziemi potrwa jeszcze wiele miliardów lat, nim ziemska doba zrówna się z rokiem. Ale jest to przyszłość na tyle odległa, że rozpatrywanie warunków życia na niej nie ma sensu. Najprawdopodobniej bowiem jeśli ludzkość przetrwa do tego czasu, to i tak wcześniej będzie musiała poszukać sobie nowego domu.