Patrząc w górę na Księżyc na nocnym niebie, nigdy byś nie przypuszczał, że powoli oddala się on od Ziemi. Ale wiemy, że jest inaczej. W 1969 roku misje NASA Apollo zainstalowały na Księżycu panele odbijające światło. Wykazały one, że obecnie Księżyc oddala się od Ziemi o 3,8 cm rocznie.
Jeśli weźmiemy obecne tempo recesji Księżyca i przeniesiemy je w czasie, otrzymamy kolizję między Ziemią a Księżycem około 1,5 miliarda lat temu. Jednak Księżyc powstał około 4,5 miliarda lat temu, co oznacza, że obecne tempo recesji jest słabą wskazówką dla przeszłości.
Wraz z naszymi kolegami z Uniwersytetu w Utrechcie i Uniwersytetu w Genewie, używaliśmy kombinacji technik, aby spróbować zdobyć informacje na temat odległej przeszłości naszego Układu Słonecznego.
Niedawno odkryliśmy idealne miejsce, aby odkryć długoterminową historię naszego cofającego się księżyca. I to nie poprzez badanie samego Księżyca, ale poprzez odczytywanie sygnałów w starożytnych warstwach skał na Ziemi. Nasze najnowsze badania ukazały się w Proceedings of the National Academy of Sciences.
Czytanie między warstwami
W pięknym Parku Narodowym Karijini w zachodniej Australii niektóre wąwozy przecinają liczące 2,5 miliarda lat, rytmicznie ułożone warstwy osadów. Osady te to formacje żelaza pasmowego, składające się z charakterystycznych warstw bogatych w żelazo i krzemionkę minerałów, niegdyś szeroko osadzonych na dnie oceanu, a obecnie znajdujących się na najstarszych częściach skorupy ziemskiej.
Odsłonięcia klifów w Joffre Falls pokazują, jak warstwy czerwono-brązowej formacji żelaza o grubości nieco poniżej metra są przeplatane, w regularnych odstępach, przez ciemniejsze, cieńsze horyzonty.
Ciemniejsze warstwy składają się z bardziej miękkiego rodzaju skały, która jest bardziej podatna na erozję. Bliższe przyjrzenie się wychodniom ujawnia obecność dodatkowo regularnej, mniejszej skali zmienności. Powierzchnie skalne, które zostały wypolerowane przez sezonowe wody rzeczne płynące przez wąwóz, odsłaniają wzór naprzemiennych białych, czerwonawych i niebiesko-szarych warstw.
W 1972 roku australijski geolog A.F. Trendall postawił pytanie o pochodzenie różnych skal cyklicznych, powtarzających się wzorów widocznych w tych starożytnych warstwach skalnych. Zasugerował on, że wzory te mogą być związane z przeszłymi zmianami klimatu wywołanymi przez tzw. cykle Milankovitcha.”
Cykliczne zmiany klimatu
Cykle Milankovitcha opisują, jak małe, okresowe zmiany w kształcie orbity Ziemi i orientacji jej osi wpływają na rozkład światła słonecznego odbieranego przez Ziemię na przestrzeni lat.
Obecnie dominujące cykle Milankovitcha zmieniają się co 400 000 lat, 100 000 lat, 41 000 lat i 21 000 lat. Zmiany te wywierają silną kontrolę na nasz klimat w długich okresach czasu.
Kluczowymi przykładami wpływu wymuszeń klimatycznych Milankovitcha w przeszłości jest występowanie ekstremalnie zimnych lub ciepłych okresów, jak również wilgotniejszych lub suchszych regionalnych warunków klimatycznych.
Te zmiany klimatyczne znacząco zmieniły warunki na powierzchni Ziemi, takie jak wielkość jezior. Są one wyjaśnieniem okresowego zazieleniania się pustyni saharyjskiej i niskich poziomów tlenu w głębokich oceanach. Cykle Milankovitcha wpłynęły również na migrację i ewolucję flory i fauny, w tym naszego własnego gatunku.
A sygnatury tych zmian można odczytać poprzez cykliczne zmiany w skałach osadowych.