달은 지난 25억 년 동안 지구에서 멀어졌다

달

달이 지구에서 서서히 멀어지고 있다는 것을 상상할 수 있겠습니까? 1969년 NASA의 아폴로 임무에서 달에 반사판을 설치했습니다. 이것은 달이 현재 매년 지구에서 3.8cm씩 멀어지고 있음을 보여주었습니다. 현재 달의 후퇴 속도를 시간으로 되돌리면 약 15억 년 전 지구와 달이 충돌하게 됩니다. 그러나 달은 약 45억 년 전에 형성되었습니다. 이 것은 현재의 경기 침체 속도가 과거에 대한 잘못된 지침임을 의미합니다. Utrecht University과 제네바 대학교의 연구원들과 함께 우리는 태양계의 먼 과거에 대한 정보를 얻으려고 여러 기술을 조합해 사용했습니다. 우리는 최근에 멀어지는 달의 장기적인 역사를 밝히기에 완벽한 장소를 발견했습니다. 그리고 그것은 달 자체를 연구해서가 아니라 지구의 고대 암석층에서 신호를 읽는 것에서 나온 것입니다.

달과의 거리를 관측하기 전에 살펴볼 것

호주 서부의 아름다운 카리지니 국립공원에서 일부 협곡은 25억 년 된 리드미컬하게 층을 이룬 퇴적물을 뚫고 있습니다. 이 퇴적물은 띠 모양의 철 구조물로, 철과 실리카가 풍부한 광물의 독특한 층으로 구성되어 있으며, 한때 해저에 광범위하게 퇴적되어 지금은 지구 지각의 가장 오래된 부분에서 발견됩니다. Joffre 폭포의 절벽 노출 두께가 1미터 미만인 적갈색 철 층들이 규칙적인 간격으로 더 어둡고 더 얇은 수평선에 의해 어떻게 교대되는지 보여줍니다. 더 어두운 간격은 침식에 더 민감한 부드러운 유형의 암석으로 구성됩니다. 노두를 자세히 살펴보면 추가적으로 규칙적이고 작은 규모의 변이가 있음을 알 수 있습니다. 계곡을 흐르는 계절의 강물에 의해 연마된 암석 표면은 희색, 붉은색, 청회색이 번갈아 나타내는 패턴을 보여줍니다. 1972년 호주의 지질학자 A.F. Trendall은 이 고대 암석층에서 볼 수 있는 주기적이고 반복적인 패턴의 다양한 규모의 기원에 대한 질문을 제기했습니다. 그는 패턴이 소위 "Milankovitch 주기'에 의해 유발된 기후의 과거 변화와 관련이 있을 수 있다고 제안했습니다.

지구와 달 사이의 거리가 과거보다 멀어짐

Milankovitch 주기는 지구 궤도의 모양과 축 방향의 작고 주기적인 변화가 지구가 수년 동안 받은 햇빛의 분포에 미치는 영향을 설명합니다. 현재 지배적인 Milankovitch 주기는 400,000년, 100,000년, 41,000년 및 21,000년마다 바뀝니다. 이러한 변화는 장기간에 걸쳐 기후에 강력한 영향을 미칩니다. 과거 Milankovitch 기후 강제력의 영향의 주요 예는 습하거나 건조한 지역 기후 조건뿐만 아니라 극도로 춥거나 따뜻한 기간의 발생입니다. 이러한 기후 변화는 호수의 크기와 같은 지구 표면의 조건을 크게 변경했습니다. 그들은 사하라 사막의 주기적인 녹화와 심해의 낮은 산소 수치에 대한 설명입니다. Milankovitch 주기는 동식물의 이동과 진화에도 영향을 미쳤습니다. 그리고 이러한 변화의 특징은 퇴적암의 주기적인 변화를 통해 읽을 수 있습니다. 지구와 달 사이의 거리는 Milankovitch 주기 중 하나인 기후 세차 운동 주기의 빈도와 직접적인 관련이 있습니다. 이 주기는 시간이 지남에 지구의 자전축 방향 변화에서 발생합니다 이 주기는 현재 ~21,000년의 기간을 가지고 있지만 이 기간은 과거에 달이 지구에 더 가까웠을 때 더 짧았을 것입니다. 이것은 우리가 먼저 오래된 퇴적물에서 Milankovitch 주기를 찾은 다음 지구의 흔들림 신호를 찾아 주기를 설정할 수 있다면 퇴적물이 퇴적된 당시 지구와 달 사이의 거리를 추정할 수 있음을 의미합니다. 우리의 이전 연구는 Milankovitch 주기가 남아프리카의 고대 띠 모양의 철 형성에서 보존될 수 있음을 보여주었습니다. 따라서 Trendall의 이론을 지지합니다. 호주의 띠 모양의 철 구조물은 아마도 약 25억 년 전 남아프리카 공화국의 암석과 같은 바다에 퇴적되었을 것입니다. 그러나 호주 암석의 주기적인 변동이 더 잘 노출되어 있어 훨씬 더 높은 해상도로 변동을 연구할 수 있습니다. 호주의 띠 모양의 철 형성에 대한 우리의 분석은 암석이 대략 4와 33inch에서 반복되는 여러 규모의 주기적 변동을 포함하여 있음을 보여주었습니다. 이 두께를 퇴적물이 퇴적된 속도와 결합했을 때 이러한 주기적인 변동이 대략 11,000년 및 100,000년마다 발생한다는 것을 발견했습니다. 따라서 우리의 분석은 암석에서 관찰된 11,000주기가 현재 ~21,000년보다 훨씬 짧은 주기를 갖는 기후 세차 주기와 관련이 있을 가능성이 있음을 시사했습니다. 그런 다음 이 세차 신호를 사용하여 24억 6천만 년 전 지구와 달 사이의 거리를 계산했습니다. 우리는 그 당시 달이 지구에서 60,000km 더 가까웠다는 것을 발견했습니다. 이렇게 되면 하루의 길이가 현재 24시간이 아닌 약 17시간으로 지금보다 훨씬 짧아질 것입니다.

달의 진화를 추적하기 위한 새로운 접근 방식

천문학 연구는 우리 태양계의 형성에 대한 모델과 현재 상태의 관찰을 제공했습니다. 우리의 연구와 다른 사람들의 연구 우리 태양계의 진화에 대한 실제 자료를 얻는 유일한 방법 중 하나이며 지구와 달 시스템의 미래 모델에 중요합니다. 과거의 태양계 역학이 고대 퇴적암의 작은 변화로부터 결정될 수 있다는 것은 매우 놀랍습니다. 그러나 한 가지 중요한 데이터 요점은 지구와 달 시스템의 진화에 대한 완전한 이해를 제공하지 않았습니다. 이제 우리는 시간에 따른 달의 진화를 추적하기 위해 다른 신뢰할 수 있는 자료와 새로운 모델링 접근 방식이 필요합니다. 그리고 우리 연구팀은 이미 태양계의 역사에 대한 더 많은 단서를 찾는데 도움이 될 다음 암석 군을 찾기 시작했습니다. 이 기사는 The Conversation 게재되었습니다.