اگر یک روز کامل روی زمین امروز ۲۴ ساعت طول میکشد، در گذشتهای بسیار دور شرایط متفاوت بود؛ پژوهشگران با بررسی لایههای رنگارنگ سنگی در گرند کنیون دریافتند که حدود ۱.۲۵ میلیارد سال پیش، طول یک شبانهروز زمین تنها حدود ۱۹ ساعت بوده است. این سنگها علاوه بر ثبت تغییرات اقلیمی، سرنخهایی از فاصله ماه از زمین و تحول تدریجی سامانه زمین ـ ماه را نیز در خود حفظ کردهاند.
به گزارش سیناپرس،سنگهایی که امروز در بخشهایی از گرند کنیون دیده میشوند، در واقع بخشی از یک آرشیو طبیعی هستند که بیش از یک میلیارد سال از تاریخ زمین را در خود نگه داشتهاند. پژوهشگران با بررسی الگوهای تکرارشونده در شیل هاکاتای (Hakatai Shale) توانستهاند تصویری از شرایط زمین و ماه در دورهای بسیار دور از تاریخ سیاره ترسیم کنند.
این لایههای سرخ و نارنجی حدود ۱.۲۵ میلیارد سال پیش در حاشیه یک دریای داخلی و در محیطی نیمهگرمسیری شکل گرفتند؛ جایی که دورههای مرطوب و خشک شدن آب، رسوبات را در الگوهایی منظم روی یکدیگر قرار میداد.
نکته مهم این است که این الگوها تنها ویژگیهای محلی یک محیط رسوبی نیستند. ساختارهای مشابه در رخنمونهایی با فاصله بیش از ۶۰ کیلومتر از یکدیگر نیز دیده میشوند؛ موضوعی که نشان میدهد این لایهها تغییرات گسترده اقلیمی را ثبت کردهاند.
ردپای حرکت زمین و ماه در دل سنگها
دانشمندان این الگوهای منظم را با چرخههایی مرتبط میدانند که بر اثر تغییرات حرکت زمین در فضا ایجاد میشوند؛ چرخههایی که به چرخههای میلانکوویچ معروفاند. تغییر در شکل مدار زمین، میزان انحراف محور چرخش و جهتگیری این محور میتواند بر میزان و نحوه دریافت نور خورشید و در نتیجه بر آبوهوا و رسوبگذاری اثر بگذارد.
اما در بازسازی وضعیت زمین در بیش از یک میلیارد سال پیش، عامل دیگری نیز اهمیت دارد: ماه.
ماه بهتدریج از زمین دور میشود و این فرایند در طول زمان بر نحوه چرخش زمین و برخی چرخههای نجومی اثر گذاشته است. بنابراین، الگوهای ثبتشده در سنگهای گرند کنیون میتوانند اطلاعاتی درباره رابطه زمین و ماه در گذشته دور ارائه دهند.
بررسی پژوهشگران نشان داد که یکی از چرخههای موجود در لایههای شیل با تغییرات جهت محور چرخش زمین مرتبط است. پس از تحلیل این الگوها، آنها دوره پیشایانش محور زمین را حدود ۱۵ هزار و ۷۳۰ سال برآورد کردند.
بر اساس این محاسبات، ماه در آن زمان حدود ۵۳.۸ شعاع زمین از مرکز زمین فاصله داشته است؛ فاصلهای که با مدلهای موجود درباره تحول سامانه زمین ـ ماه در حدود ۱.۲۵ میلیارد سال پیش نیز سازگار است.از همین محاسبات، طول شبانهروز آن دوران نیز به دست آمد: حدود ۱۹ ساعت.
سنگهایی که فقط تاریخ زمین را ثبت نکردهاند
نتایج این پژوهش همچنین با ایدهای که پیشتر درباره توقف موقت افزایش طول روزهای زمین در دوره مزوپروتروزوییک مطرح شده بود، شواهدی ارائه نمیکند. بر اساس آن فرضیه، طول روز ممکن بود برای مدتی در حدود ۱۹.۵ یا ۲۱ ساعت متوقف شده باشد.
اهمیت یافته جدید فراتر از تعیین طول یک شبانهروز در گذشته است. لایههای شیل هاکاتای نشان میدهند که رسوبات باستانی میتوانند همزمان تصویری از محیط زمین، تغییرات اقلیمی و حتی اثر متقابل حرکت زمین و ماه را حفظ کنند.
به این ترتیب، آنچه امروز در قالب لایههای رنگارنگ سنگ در گرند کنیون دیده میشود، تنها بقایای یک دریای باستانی نیست؛ بلکه بخشی از سابقه کیهانی زمین است که نشان میدهد سیاره ما در گذشته نهچندان نزدیک، روزهایی کوتاهتر و ماهی نزدیکتر داشته است.
این پژوهش در نشریه Nature Geoscience منتشر شده است.