Луна удаляется от Земли: как быстро и почему это происходит

Система Земля — Луна гораздо динамичнее, чем кажется. Благодаря современным технологиям ученые смогли обнаружить изменения, которые раньше оставались незаметными. Подробнее — в материале «‎Рамблера».

Как появилась Луна?

Сегодня наиболее распространенной считается гипотеза гигантского столкновения. Согласно ей, около 4,5 миллиарда лет назад молодая Земля столкнулась с протопланетой размером примерно с Марс, которую ученые называют Тейя.

В результате удара огромное количество вещества оказалось выброшено на орбиту. Из этого материала постепенно сформировалась Луна. Первоначально спутник находился гораздо ближе к Земле, чем сейчас.

Правда ли, что Луна удаляется от Земли?

Сегодня среднее расстояние между центрами Земли и Луны составляет около 384 400 километров. Но это значение не является постоянным. Благодаря лазерным измерениям ученые установили, что Луна ежегодно удаляется от Земли примерно на 3,8 сантиметра.

Эти данные считаются одними из самых точных в современной астрономии. Их получают с помощью отражателей, которые астронавты миссий Apollo установили на поверхности Луны. На Земле в сторону этих зеркал направляют лазерные импульсы и измеряют время возвращения отраженного сигнала. Поскольку скорость света известна очень точно, ученые могут вычислять расстояние до Луны с точностью до нескольких миллиметров.

Лунная пыль: чем она опасна для человека

При чем здесь приливы?

На первый взгляд связь между приливами и удалением Луны кажется неочевидной. Однако именно океаны играют в этом процессе главную роль.

Гравитация Луны притягивает воду на Земле, создавая приливные выпуклости. Обычно говорят о двух приливах одновременно: один возникает со стороны Луны, а второй — на противоположной стороне планеты.

Если бы Земля не вращалась, эти водные выпуклости всегда находились бы точно на линии Земля — Луна. Но Земля совершает оборот вокруг своей оси примерно за сутки, тогда как Луна обращается вокруг планеты примерно за 27,3 дня. Из-за этого приливная волна оказывается немного смещенной вперед относительно положения Луны. Именно это небольшое смещение запускает процесс, который продолжается уже миллиарды лет.

Как вращение Земли толкает Луну?

Поскольку приливная выпуклость оказывается чуть впереди Луны, ее дополнительная масса начинает гравитационно притягивать спутник.Получается своеобразная передача энергии от вращения Земли к орбитальному движению Луны. Земля постепенно теряет часть своей энергии вращения, а Луна получает дополнительный импульс.

В результате спутник переходит на более высокую орбиту. Чем дальше объект находится от Земли, тем больше энергии требуется для его удержания на орбите. Именно эту энергию Луна постепенно получает за счет замедления вращения нашей планеты. Процесс идет очень медленно, но непрерывно.

Как меняется сама Земля?

Удаляется не только Луна. Одновременно меняется и сама Земля. Поскольку часть энергии вращения планеты передается спутнику, скорость вращения Земли постепенно уменьшается. Это означает, что земные сутки становятся длиннее.

Согласно современным оценкам, продолжительность суток увеличивается примерно на 1,8 миллисекунды за столетие, хотя на этот процесс дополнительно влияют движения земной коры, ледников и перераспределение массы внутри планеты.

Этот эффект настолько мал, что человек его не замечает. Но за миллионы и миллиарды лет изменения выглядят значительными. Геологические данные показывают, что миллионы лет назад Земля вращалась заметно быстрее.

Например, около 400 миллионов лет назад год содержал примерно 400 суток. Это не означает, что Земля обращалась вокруг Солнца быстрее. Просто сами сутки были короче современных и длились около 22 часов.

Еще дальше в прошлое различия становятся еще заметнее. Сразу после формирования системы Земля — Луна наша планета, вероятно, совершала оборот вокруг своей оси всего за несколько часов. Тогда Луна находилась значительно ближе к Земле, чем сейчас, а приливы были гораздо мощнее современных.

Может ли Луна улететь в космос?

Хотя расстояние между объектами растет, Луна остается надежно связанной с Землей гравитацией. Удаление происходит потому, что система перераспределяет энергию между вращением планеты и орбитальным движением спутника.

Кроме того, нынешняя скорость удаления не сохранится навсегда. По мере замедления вращения Земли эффективность передачи энергии будет уменьшаться. В очень далеком будущем, через десятки миллиардов лет, система может приблизиться к состоянию динамического равновесия, когда дальнейшее удаление практически прекратится.

Таким образом, для человечества система Земля — Луна выглядит практически неизменной. Но в масштабах геологического времени она продолжает эволюционировать прямо сейчас.

Ранее мы рассказывали о странных явлениях на Земле, которые происходят из-за Луны.