달이 지구에서 하루를 더 길게 만드는 방법

리차드 그레이
2023년 3월 4일

인류 역사를 통틀어 달은 불가분의 관계로 지구 위의 유령 같은 존재였습니다. 그것의 부드러운 중력 잡아당김은 조수의 리듬을 설정하는 반면, 그것의 옅은 빛은 많은 종의 야행성 결혼식을 비춥니다 . 전체 문명은 그것이 차고 약해짐에 따라 달력을 설정했으며 배설물 딱정벌레 와 같은 일부 동물은 달 표면에서 반사되는 햇빛을 사용하여 탐색을 돕습니다.

더 중요한 것은 달이 일부 이론에 따르면 지구상의 생명체를 가능하게 하는 조건을 만드는 데 도움이 되었을 수 있으며 심지어 처음부터 지구에서 생명을 시작하는 데 도움이 되었을 수도 있다는 것입니다. 지구 주위를 공전하는 이심률은 오늘날 우리 삶을 지배하는 일부 중요한 기상 시스템에도 역할을 하는 것으로 생각됩니다.

그러나 달도 우리의 손아귀에서 미끄러지고 있습니다.

그것은 지구 주위에서 미세하게 균형 잡힌 천체 발레를 수행하면서 – 회전하지만 결코 회전하지 않기 때문에 우리는 달의 한쪽 면만 볼 수 있습니다 – "달의 후퇴"로 알려진 과정에서 지구에서 점차 멀어지고 있습니다. 아폴로 미션의 우주비행사들이 달 표면 에 설치한 반사경에서 레이저를 발사함으로써 과학자들은 최근 달이 얼마나 빨리 후퇴하고 있는지 정확히 측정할 수 있었습니다.

그들은 달이 매년 1.5인치(3.8cm) 의 속도로 멀어지고 있음을 확인했습니다 . 그렇게 함에 따라 우리의 하루는 점점 더 길어지고 있습니다.

달과 지구 사이의 관계를 연구하는 런던 대학교 로열 홀로웨이의 지구물리학 교수인 데이비드 월섬은 "모든 것은 조수에 관한 것"이라고 말합니다. "지구의 조수 항력은 회전 속도를 늦추고 달은 그 에너지를 각운동량으로 얻습니다."

기본적으로 지구가 자전함에 따라 위를 공전하는 달의 중력이 바다를 잡아당겨 밀물과 썰물을 만듭니다. 사실 이 조수는 달의 중력을 향하거나 멀어지는 타원형 모양으로 확장되는 물의 "팽창" 입니다. 그러나 지구는 위의 달 궤도보다 훨씬 빠르게 자전합니다 . 즉, 아래에서 이동하는 해저의 마찰도 물을 끌어 당기는 역할을 합니다. 이것은 팽창이 궤도에서 달보다 약간 앞서 이동하여 달을 뒤로 당기려고 시도한다는 것을 의미합니다. 이것은 천천히 우리 행성의 회전 에너지를 약화시키고 달이 에너지를 얻는 동안 회전을 늦추어 더 높은 궤도로 이동하게 합니다.

최신 분석에 따르면 지구 자전의 점진적 제동은 지구의 평균 하루 길이가 1600년대 후반 이후 세기당 약 1.09밀리초씩 증가했음을 의미합니다. 다른 추정치는 일식에 대한 더 오래된 관측을 바탕으로 세기당 1.78ms 로 수치를 조금 더 높였습니다 .

별거 아닌 것처럼 들리지만 지구의 45억 년 역사를 거치면서 이 모든 것이 심오한 변화를 가져옵니다.

달은 태양계가 탄생한 후 처음 5천만년 동안 형성되었다고 생각됩니다. 가장 널리 받아들여지는 이론은 초기 지구와 테이아(Theia)로 알려진 화성 크기의 다른 물체 사이의 충돌이 물질 덩어리와 잔해를 쪼개어 우리가 지금 달이라고 부르는 것으로 합쳐졌다는 것입니다. 지구의 암석 띠에 보존된 지질학적 데이터에서 분명한 것은 달이 오늘날보다 과거에 지구에 훨씬 더 가까웠다는 것입니다.

더 빨리 자전하는 지구는 하루의 길이를 줄여서 24시간마다 두 번의 일출과 두 번의 일몰이 있었습니다.
달은 현재 지구에서 우리로부터 384,400km(238,855마일) 떨어져 있습니다. 그러나 최근의 한 연구에 따르면 약 32억 년 전에 지각판이 움직이기 시작 하고 바다에 서식하는 미생물이 질소를 흡수하고 있을 때 달은 지구에서 불과 270,000km(170,000마일) 떨어져 있었습니다. 현재 거리.

"빠르게 자전하는 지구는 하루의 길이를 단축하여 [24시간 내에] 오늘날처럼 각각 한 번이 아니라 두 번의 일출과 두 번의 일몰이 있었습니다."라고 프리드리히 대학에서 연구를 이끈 지구 물리학자 Tom Eulenfeld는 말합니다. Schiller University Jena, 독일. "이것은 낮과 밤의 온도 차이를 감소시켰을 수 있으며 광합성 유기체의 생화학에 영향을 미쳤을 수 있습니다."

그러나 그가 밝힌 것과 같은 연구는 달의 침체 속도가 일정하지 않고 시간이 지남에 따라 빨라졌다 느려졌다는 것입니다 . 아르헨티나 국립 살타 대학의 지질학자인 Vanina López de Azarevich의 한 연구에 따르면 약 5억 5천만 ~ 6억 2천 5백만 년 전에는 달이 1년에 2.8인치(7cm)만큼 후퇴했을 수 있습니다 .

Eulenfeld는 "달이 지구에서 멀어지는 속도는 시간이 지남에 따라 확실히 변했고 앞으로도 그럴 것"이라고 말했습니다. 그러나 역사의 대부분 동안 달은 현재보다 훨씬 느린 속도로 멀어지고 있습니다 .



수수께끼 같은 달의 뒷면
사실, 우리는 현재 경기 침체율이 비정상적으로 높은 시기에 살고 있습니다 . 달이 현재 위치에 도달하려면 현재 속도로 15억 년 동안만 후퇴하면 되었을 것입니다. 그러나 이 과정은 45억년 전에 달이 형성된 이후로 발생하고 있으므로 과거에는 분명히 훨씬 더 느렸습니다.

Waltham은 "현재 조수 항력은 우리가 예상할 수 있는 것보다 3배 더 큽니다 ."라고 말합니다. 그 이유는 대서양의 크기 때문일 수 있습니다.

대륙의 현재 구성은 북대서양의 유역이 공명 효과를 생성하기에 정확한 비율을 가지고 있음을 의미하며, 따라서 여기에 포함된 물은 조수에 가까운 속도로 앞뒤로 출렁입니다. 이것은 조수가 그렇지 않은 경우보다 더 크다는 것을 의미합니다 . Waltham이 말했듯이, 그네에서 아이를 미는 것을 생각해보세요. 각 푸시가 기존 동작에 맞춰지면 아이는 더 높이 올라갑니다.

"북대서양이 약간 더 넓거나 좁다면 이런 일은 일어나지 않을 것입니다."라고 Waltham은 말합니다. "모델은 수백만 년 전으로 거슬러 올라가면 대륙이 서로 다른 위치에 있기 때문에 조석 강도가 바로 떨어진다는 것을 보여주는 것 같습니다."

하지만 앞으로도 계속 바뀔 가능성이 높다. 모델링은 지금부터 1억 5천만 년 후에 새로운 조석 공명 현상이 나타나고, 새로운 "초대륙"이 형성되면서 지금부터 약 2억 5천만 년 후에 사라질 것이라고 예측합니다 .

다음 거대한 도약
이 기사는 BBC Future의 The Next Giant Leap 시리즈의 일부입니다. 그것은 달과 그 너머로의 인류의 귀환을 도표화하고 그 과정에서 태양계에서 가장 가까운 이웃에 대한 답이 없는 몇 가지 중요한 질문에 답합니다. 시리즈와 관련된 다른 기사를 읽고 싶을 수도 있습니다.

아르테미스의 기록적인 미션
UAE가 화성에 도달한 방법
달에 보낸 나무 사냥
그렇다면 우리는 결국 지구에 더 이상 달이 없는 미래를 가질 수 있을까요?

현재의 높은 후퇴 속도에도 불구하고 달은 지구를 완전히 떠나지 않을 것입니다. 태양 자체의 재앙적인 죽음은 아마도 약 50억~100억 년 후에 일어나기 훨씬 전에 개입할 것입니다 . 인류는 그보다 오래 전에 멸종 되었을 가능성이 높습니다 .

그러나 단기적으로는 인류가 기후변화로 인해 빙하와 만년설에 갇힌 물의 양을 줄여 낮을 조금 더 연장하는 역할을 할 수 있다 .

"얼음은 기본적으로 조수를 억제합니다." Waltham은 약 6억~9억년 전에 우리 행성이 눈덩이 지구 로 알려진 특히 서리가 내린 시기에 접어들었다고 생각했을 때 달이 후퇴하는 속도가 극적으로 느려졌다고 지적합니다 . . 그러나 그 영향은 예측하기 어렵습니다. 이 중 일부는 빙상의 무게가 육지에서 제거됨에 따라 반동하는 육지와 기타 합병증에 의해 상쇄될 것이기 때문입니다.

이론상으로, 나사의 아르테미스 프로그램으로 달로 날아갈 다음 우주비행사들은 60년 전 아폴로 프로그램의 전임자들보다 더 멀리서 고향 행성을 돌아봤다고 말할 수 있을지도 모릅니다. 지구 주위를 도는 달의 타원형 궤도는 아마도 이것을 더 많이 결정할 것입니다. 가장 가까운 지점과 가장 먼 지점 사이의 거리는 29일마다 43,000km 씩 다릅니다 .

나머지 우리들에게는 하루의 길이에 피코초가 더해지는 것을 알아차리기에는 우리의 삶이 너무 짧습니다. 깜박하면 놓칠 것입니다.

이미지 제공:  Nicolas Economou/Getty Images