Miliardi di anni il giorno sulla Terra è durato 19 ore

Per la maggior parte della sua storia, la Terra è stata uno strano posto per gli umani. Le caratteristiche del nostro pianeta che diamo per scontate erano molto diverse centinaia o miliardi di anni fa, come la lunghezza del giorno. Sappiamo da molto tempo che il periodo di rotazione del nostro pianeta è aumentato nel tempo, ma ciò di cui non siamo stati chiari è la velocità di frenata. La cosa logica sarebbe presumere che questa fosse una costante, ma in realtà ha avuto periodi in cui ha rallentato più rapidamente di altri. Infatti, A.J Uno studio recente Indica che un giorno sulla Terra è durato circa 19 ore per quasi un miliardo di anni.

Com’è possibile? Innanzitutto, dobbiamo ricordare che la lunghezza del giorno sulla Terra è in costante aumento a causa degli effetti delle forze di marea con la Luna e il Sole. L’interazione gravitazionale tra i tre corpi fa deformare l’acqua negli oceani della Terra. Globulare, in cui due rigonfiamenti opposti sembrano essere attratti dalla Luna, rallentandone la rotazione nel processo. Allo stesso modo, le stesse forze di marea fanno sì che la luna si allontani sempre di più dalla terra. Tuttavia, anche la Terra ha un’atmosfera, e sebbene l’intensità di questo effetto sia molto minore che nel caso degli oceani, l’importante è che siano Inversione. Cioè, accelera la rotazione. Il motivo è che il rigonfiamento dell ‘”oceano atmosferico” non deriva dal campo gravitazionale lunare, ma dall’aumento della temperatura derivante dall’assorbimento della luce solare da parte dell’ozono e del vapore acqueo, e inoltre è il sole che “tira” questo, e poi il suo effetto sulla rotazione.

Entrambe le forze possono annullarsi se si verificano le giuste condizioni, cioè quando la distanza dalla Terra alla Luna è inferiore a quella attuale, come in realtà era in passato. E quando è avvenuta questa coincidenza? Bene, questo è più difficile da capire. Molto di piu. L’ipotesi che gli effetti gravitazionali della luna sull’atmosfera e sugli oceani possano annullarsi a vicenda è vecchia, ma solo ora i ricercatori Ross Mitchell e Uwe Kircher cercano nella documentazione geologica prove di un periodo di rotazione “bloccato”. Sfortunatamente, questi testimoni naturali durante il giorno non sono in abbondanza. Il metodo principale per determinare la durata del ciclo era analizzare i sedimenti antichi regolarmente depositati, ma la chiave dello studio di Mitchell e Kircher è che, oltre all’analisi tradizionale del conteggio degli strati nei sedimenti antichi, hanno utilizzato la ciclostratigrafia. Questa tecnica consiste nell’investigare come i cicli di Milankovitch influenzano i record sedimentari. Due dei cicli di Milankovitch, la precessione e l’inclinazione dell’asse terrestre (tilt), dipendono dalla lunghezza del giorno. Giorni più brevi indicano cicli di inclinazione e spaziatura più brevi. Determinare gli schemi di questi cicli nei sedimenti è un compito molto complesso, ma negli ultimi sette anni sono apparsi diversi studi che ci consentono di determinare la durata della giornata terrestre.

La conclusione di Mitchell e Kircher è che il giorno della Terra è durato 19 ore per circa un miliardo di anni, da due miliardi a un miliardo di anni fa. A quel tempo, si ritiene che la distanza dalla Luna alla Terra fosse compresa tra 350.000 e 320.000 km (oggi è di 385.000 km). I risultati supportano l’ipotesi che le forze di marea oceanica siano annullate dalle maree atmosferiche. La pausa nell’aumento della lunghezza del giorno coincide con la fine del Grande Evento di Ossidazione, quando l’atmosfera terrestre ha sperimentato un aumento significativo della proporzione di ossigeno di origine biologica. Allo stesso tempo, la fine della giornata di 19 ore coincide anche con un ulteriore aumento della quantità di ossigeno. Poiché il riscaldamento dell’atmosfera dipende dalla presenza di ozono, che a sua volta dipende dalla concentrazione di ossigeno, Mitchell e Kircher suggeriscono che la variabilità di questo gas nell’atmosfera potrebbe essere stata la chiave per mantenere la rotazione terrestre di 19 ore.

I modelli precedenti dell’articolo di Mitchell e Kircher suggerivano che la velocità di rotazione della Terra è rallentata tra circa tre miliardi e un miliardo di anni fa, ma non è stato rilevato alcun rallentamento come quello suggerito dal loro studio, quindi saranno necessarie ulteriori analisi ciclostratigrafiche. necessario per confermare questo risultato. Il primo giorno della Terra durava circa 6 ore, ma circa 500 milioni di anni dopo la sua formazione era già rallentato a 12 ore. La lunghezza del giorno, a sua volta, influiva sulla velocità con cui la luna se ne andava. Giorni più brevi significano una minore intensità delle forze di marea sugli oceani, cioè una velocità di partenza più lenta rispetto alla velocità attuale. Anche altri fattori, come l’estensione degli oceani – durante le ere glaciali – o la formazione dei supercontinenti, hanno influito sulla variazione della lunghezza del giorno terrestre. Insomma, la lunghezza del giorno e la distanza dalla Luna sono componenti cruciali per comprendere il passato del nostro pianeta.

Riferimenti:

• https://www.nature.com/articles/s41561-023-01202-6
• https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2022/09/aa43445-22.pdf