Земля и Луна были вовлечены в гравитационный танец на протяжении миллиардов лет. Каждый день, когда Земля вращается, Луна притягивает океаны мира, вызывая приливы и отливы. В результате земной день становится немного длиннее, а Луна – немного дальше. Эффект невелик, но с течением геологического времени он суммируется. Около 620 миллионов лет назад сутки на Земле длились всего 22 часа, а Луна была как минимум на 10 000 км ближе, чем сейчас.
Свидетельства этого эволюционирующего танца в геологической летописи появились всего около двух миллиардов лет назад. Кроме того, Земля настолько сильно отличалась от других, что собрать достаточно доказательств просто невозможно. Поэтому вместо этого мы должны полагаться на вычислительные модели и наше понимание динамики. Мы знаем, что когда Земля сформировалась, у нее не было большой луны. Затем, около 4,4 миллиарда лет назад, протопланета размером с Марс по имени Тейя столкнулась с нашим миром, образовав систему Земля-Луна. Что интересно, большинство компьютерных симуляций этого столкновения предполагают, что Луна находится гораздо ближе к Земле, чем мы ожидали. На ранней Земле не было обширных океанов, поэтому не было водных приливов, которые могли бы вывести Луну на большую орбиту. Так как же Луна оказалась на своем нынешнем расстоянии?
Новое исследование утверждает, что тогда на Земле были приливы, но они были созданы из лавы, а не из воды. Сразу после Великого столкновения Земля была бы покрыта океаном горячей лавы. Поскольку Луна была так близко, лава испытала бы сильные приливы. Поскольку лава намного плотнее воды, последствия прилива были бы намного сильнее. Вращение Земли замедлилось бы гораздо быстрее, а Луна быстро отодвинулась бы дальше. Основываясь на своих симуляциях, авторы утверждают, что расстояние до Луны увеличилось бы на 25 земных радиусов всего за 10 000–100 000 лет. Это могло бы объяснить, как Луна довольно быстро приблизилась к своему нынешнему диапазону расстояний.
Идея приливов и отливов в океанском мире также имеет значение для планет вокруг других звезд. Планеты, которые формируются очень близко к Солнцу, будут чрезвычайно горячими, и на многих из них могут существовать океаны лавы в течение миллиарда лет и более. Моделирование таких миров показывает, что приливы лавы ускорят динамику вращения такого мира и могут привести к их приливной блокировке во временном масштабе в миллион лет вместо миллиарда лет. Если эта модель верна, она окажет значительное влияние на потенциально обитаемые миры. Большинство экзопланет вращаются вокруг красных карликов, поскольку красные карлики составляют около 75% звезд нашей галактики. Обитаемая зона красных карликов расположена очень близко к звезде, а это означает, что многие из них начинались как лавовые миры. Это означало бы, что у большинства потенциально обитаемых миров одна сторона всегда будет обращена к Солнцу, а другая сторона всегда будет находиться в холоде. Жизнь на этих мирах будет сильно отличаться от того, что мы видим на Земле.
Ссылка: Фархат, Мохаммед и др. «Приливы на лавовых мирах: применение к близким экзопланетам и ранней системе Земля-Луна». Препринт arXiv arXiv:2412.07285 (2024).
