Αν έλειπε απ΄ τον ουρανό μας το φεγγάρι… Πώς θα ήταν η ζωή μας χωρίς φεγγάρι; Με τη βοήθεια του αστροφυσικού Κλ. Τσιγάνη, ξετυλίξαμε το νήμα της σχέσης Γης και Σελήνης και είδαμε πόσα εξαρτώνται από τον δορυφόρο μας: οι εποχές, τα βουνά και τα ηφαίστεια, τα δέντρα, η γνώση, αλλά και η ίδια η ύπαρξή μας Η Σελήνη συντροφεύει τη Γη εδώ και 4,5 δισ. χρόνια, από τα πρώτα στάδια της δημιουργίας της. «Πιστεύουμε ότι ο σχηματισμός της έγινε σε μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια- που είναι “τίποτε” σε αστρονομική κλίμακα- μετά τον σχηματισμό της πρωτο-Γης και του ηλιακού μας συστήματος ως συνόλου» λέει μιλώντας στο «Βήμα» ο Κλεομένης Τσιγάνης, λέκτορας στον Τομέα Αστροφυσικής, Αστρονομίας και Μηχανικής του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης. Διάφορες θεωρίες έχουν προταθεί για τη γέννησή της. Μια από αυτές υποστήριζε ότι σχηματίστηκε σε κάποια άλλη περιοχή και περνώντας από τη «γειτονιά» μας συνελήφθη βαρυτικά σε τροχιά γύρω από τη Γη. Αυτό όμως όπως λέει ο αστροφυσικός δεν είναι συμβατό με την παρατηρήσιμη τιμή της στροφορμής του συστήματος. Κάποια άλλη πρότεινε ότι αποκολλήθηκε από τη νεαρή Γη όταν αυτή ήταν ακόμη ρευστή. «Και αυτό όμως είναι μάλλον απίθανο», θεωρεί ο κ. Τσιγάνης.
Η «Θεία» της Σελήνης «Η πιθανότερη εκδοχή», εξηγεί, «είναι ότι κάποιος μικρός πλανήτης, λίγο μικρότερος πιθανώς από τον Αρη, ίσος περίπου με το ένα δέκατο της μάζας της Γης,συγκρούστηκε με τη Γη, πράγμα το οποίο εκείνη την περίοδο δεν ήταν κάτι το ασύνηθες» . Κατά τη σύγκρουση αυτή ένα πολύ μεγάλο μέρος της μάζας του «χαμένου» αυτού πλανήτη- ο οποίος έχει ονομαστεί Θεία από τη μητέρα τής Σελήνης στη μυθολογία – και ένα σημαντικό μέρος της μάζας των εξωτερικών στρωμάτων της Γης έλιωσαν και εκτοξεύτηκαν στο Διάστημα. Καθώς άρχισαν να ψύχονται, τα πιο βαριά κομμάτια μάζας έπεσαν ξανά στη Γη, ενώ τα υπόλοιπα συνέχισαν να περιστρέφονται γύρω της και, αλληλοσυγκρουόμενα, σχημάτισαν τελικά τη Σελήνη. «Αυτό δικαιολογεί το γεγονός ότι η σύσταση της Γης και της Σελήνης μοιάζουν τόσο πολύ» επισημαίνει. «Παρ΄ ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας της Σελήνης πρέπει να έχει προέλθει από το σώμα-βλήμα, τη Θεία, αυτό θα πρέπει να αναμείχθηκε με κάποιο ποσοστό μάζας που ανήκε αρχικά στη Γη». Χωρίς βουνά και ηφαίστεια Η θεωρία αυτή δικαιολογεί επίσης τη μορφολογία των εξωτερικών στρωμάτων της Γης και το γεγονός ότι διαθέτει ευκίνητες λιθοσφαιρικές πλάκες.
Μετά την πρόσκρουση με τη Θεία ο φλοιός της Γης, έχοντας χάσει ένα μεγάλο τμήμα του, ψύχθηκε και σχηματίστηκε ξανά. Ο νέος φλοιός υπολογίζεται ότι ήταν κατά 70% λεπτότερος από τον αρχικό με αποτέλεσμα να σπάει πιο εύκολα. Σύμφωνα με ορισμένους γεωλόγους, αυτή είναι η αιτία σχηματισμού των λιθοσφαιρικών πλακών, που με τις συγκρούσεις τους δημιούργησαν τις ηπείρους και τις μεγάλες οροσειρές της Γης. «Τα Ιμαλάια, για παράδειγμα», λέει ο κ. Τσιγάνης, «ξέρουμε ότι σχηματίστηκαν από τη σύγκρουση της ινδικής πλάκας με την ασιατική.Αν δεν είχε γίνει η σύγκρουση της Γης με τη Θεία και δεν είχε σχηματιστεί η Σελήνη ο φλοιός του πλανήτη μας θα ήταν πάρα πολύ παχύς,δεν θα είχαν δημιουργηθεί ευκίνητες λιθοσφαιρικές πλάκες και δεν θα υπήρχε αυτό το θαυμάσιο τερέν της Γης.Θα ήμαστε ένας πλανήτης ο οποίος θα είχε μια σχεδόν σφαιρική επιφάνεια και θα είχε καλυφθεί από νερό,με μερικές νησίδες μόνο από ΄δώ κι από ΄κεί». Χωρίς ζωή; Οι τεκτονικές πλάκες αποτελούν επιπλέον καθοριστικό παράγοντα για το κλίμα ενός πλανήτη και για την ανάπτυξη της ζωής σε αυτόν.
«Οταν οι πλανητολόγοι συζητούν για το κατά πόσον ένας πλανήτης μπορεί να φιλοξενήσει ζωή λαμβάνουν υπόψη τους αν έχει ή όχι τεκτονική δραστηριότητα» , τονίζει ο αστροφυσικός. «Θα μπορούσε κάποιος να πει:“Μα τι τις θέλουμε τις τεκτονικές πλάκες από τη στιγμή που ευθύνονται για σεισμούς και ηφαίστεια;”.Και όμως, αυτά τα φαινόμενα έχουν τη συνεισφορά τους στον κύκλο της ζωής και του κλίματος». Χωρίς παλίρροια tide Από τη στιγμή της δημιουργίας τους η Γη και η Σελήνη αποτελούν ένα ζευγάρι τόσο στενά συνδεδεμένο ώστε ορισμένοι πλανητολόγοι μιλούν για «διπλό πλανήτη». Το κάθε σώμα περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του, ενώ ταυτόχρονα η Σελήνη περιφέρεται γύρω από τη Γη και η Γη περιφέρεται γύρω από τον Ηλιο. Αυτός ο μόνιμος «χορός» κυβερνάται από τις βαρυτικές δυνάμεις που διέπουν ολόκληρο το Σύμπαν, με μια σειρά αποτελεσμάτων. Ενα από αυτά είναι οι παλίρροιες, ένα φαινόμενο που δεν περιορίζεται μόνο στο «φούσκωμα» των νερών που βλέπουμε στις θάλασσές μας αλλά έχει πολύ μεγαλύτερες προεκτάσεις. «Τα δύο σώματα περιφέρονται γύρω από το κέντρο μάζας, το φυσικό κέντρο της κίνησης.
Αυτό όμως δεν βρίσκεται ακριβώς στο κέντρο της Γης,που είναι το κέντρο της βαρυτικής έλξης,αλλά λίγο πιο έξω» εξηγεί ο κ. Τσιγάνης. «Ετσι ενώ όλα τα σημεία της Γης εξαναγκάζονται να περιφέρονται με την ίδια γωνιακή ταχύτητα γύρω από το κέντρο κίνησης, αυτά που βρίσκονται προς τη μεριά της Σελήνης δέχονται ισχυρότερη βαρυτική δύναμη,αφού είναι πιο κοντά στη Σελήνη, ενώ αυτά που βρίσκονται προς την αντίθετη πλευρά δέχονται μεγαλύτερη φυγόκεντρο δύναμη, αφού είναι πιο μακριά από το κέντρο μάζας». Το αποτέλεσμα είναι ότι η Γη παύει να έχει απολύτως σφαιρικό σχήμα, οι ωκεανοί της, αλλά σε ένα βαθμό και η στερεά της επιφάνεια, διογκώνονται τόσο προς τη Σελήνη όσο και προς την αντίθετη πλευρά, δημιουργώντας την παλίρροια. Χωρίς 24ωρο Ο άξονας του σχεδόν ελλειπτικού σχήματος των ωκεανών που δημιουργείται- του λεγόμενου παλιρροϊκού εξογκώματος- δεν συμπίπτει ακριβώς με την ευθεία που ενώνει τα κέντρα της Γης και της Σελήνης. Εξαιτίας της μεγάλης διαφοράς ανάμεσα στην περίοδο περιστροφής της Γης (24 ώρες) και την περίοδο περιφοράς της Σελήνης (περίπου 28 ημέρες) και λόγω της τριβής μεταξύ του νερού και του στερεού πυθμένα των ωκεανών, ο άξονας του εξογκώματος μετατοπίζεται και δεν «κοιτάζει» τη Σελήνη ακριβώς σε ευθεία αλλά με απόκλιση περίπου 10 μοιρών. Λόγω αυτής της απόκλισης, το παλιρροϊκό εξόγκωμα ασκεί ροπή τόσο στη Γη όσο και στη Σελήνη, προσπαθώντας έτσι να αλλάξει τον ρυθμό περιστροφής και περιφοράς των δύο σωμάτων.
«Το τελικό αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι ότι,επειδή η συνολική στροφορμή διατηρείται σταθερή καθώς η συνολική ενέργεια του συστήματος μειώνεται,η Σελήνη απομακρύνεται σιγά-σιγά από τη Γηδηλαδήη ακτίνα της τροχιάς της μεγαλώνει- και η συχνότητα περιστροφής της Γης μειώνεται» καταλήγει. «Αν θέλετε,η παλίρροια φρενάρει τον πλανήτη μας». Το φρενάρισμα που επιφέρει η Σελήνη του πλανήτη έχει οδηγήσει στην ημέρα των 24 ωρών που γνωρίζει η ζωή στη Γη. «Υπολογίζεται ότι η διάρκεια της περιστροφής της Γης όταν πρωτοσχηματίστηκε ήταν γύρω στις εννέα ώρες» εξηγεί ο αστροφυσικός. «Αν δεν υπήρχε η Σελήνη και αν δεν υπήρχαν οι παλίρροιες η διάρκεια της ημέρας σε απόλυτο χρόνο θα ήταν λιγότερο από το μισό απ΄ ό,τι σήμερα. Θα μεγάλωνε διαρκώς και πάλι, λόγω των παλιρροιών που ασκεί ο Ηλιος, αλλά σε μικρότερο βαθμό. Η ημέρα θα διαρκούσε περίπου 11 με 12 ώρες στην εποχή μας». Χωρίς δέντρα Μια τόσο γρήγορη περιστροφή του πλανήτη σημαίνει ότι η ατμόσφαιρά του θα περιστρεφόταν και αυτή με ιλιγγιώδη ταχύτητα γύρω από την επιφάνειά του δημιουργώντας μόνιμες θύελλες με ανέμους που κινούνται με ταχύτητες 200 χιλιομέτρων την ώρα. «Σε τέτοιες συνθήκες μάλλον δεν μπορεί να φυτρώσει ούτε χορτάρι,πό σω μάλλον τα δέντρα» επισημαίνει ο κ. Τσιγάνης. Θάλασσες χωρίς αλάτι Πριν από 4,5 δισ. χρόνια, όταν όλα στο ηλιακό μας σύστημα βρίσκονταν στα πρώτα στάδια του σχηματισμού τους, η Γη περιστρεφόταν πολύ πιο γρήγορα, ενώ η Σελήνη βρισκόταν πολύ πιο κοντά της με αποτέλεσμα οι παλίρροιες να είναι περισσότερο συχνές και πολύ πιο έντονες- δέκα φορές μεγαλύτερες απ΄ ό,τι σήμερα.
«Την περίοδο εκείνη έχουμε τεράστια τσουνάμι τα οποία χτυπάνε τις ηπείρους και διαβρώνουν το έδαφος με αποτέλεσμα να μεταφέρουν μέσα στο θαλασσινό νερό άλατα και οργανική ύλη» εξηγεί ο κ. Τσιγάνης. Αυτά τα υλικά, που έπεφταν στο νερό και ανακατεύονταν διαρκώς, κατέληξαν τελικά να δημιουργήσουν ένα μείγμα με τις κατάλληλες χημικές ενώσεις για να αναπτυχθεί η ζωή. «Προφανώς θα πρέπει να πέρασαν αρκετά εκατομμύρια χρόνια για να μεταφερθούν ικανές ποσότητες υλικών και να σχηματιστούν οι σύνθετες χημικές ενώσεις,οι οποίες πιθανώς δεν θα μπορούσαν να δημιουργηθούν σε ήρεμη κατάσταση» υπογραμμίζει. «Μάλιστα, κάποιοι υποστηρίζουν ότι η ενέργεια των ισχυρών παλιρροιών αποτέλεσε βασικό στοιχείο για τη δημιουργία μακρομορίων από τα οποία προέκυψαν τα βασικά συστατικά της ζωής». Χωρίς εποχές και σταθερό κλίμα Φανταστείτε τη Γη σαν μια σβούρα. Με βάση τη γήινη εμπειρία μας, μας φαίνεται πολύ φυσικό ότι αυτή η σβούρα θα πρέπει να περιστρέφεται γύρω από έναν ελαφρώς κεκλιμένο ίσως αλλά σχεδόν κατακόρυφο άξονα. Στο Διάστημα όμως τα πράγματα δεν λειτουργούν ακριβώς έτσι. Εξαιτίας της βαρυτικής δύναμης που οι πλανήτες ασκούν ο ένας στον άλλο, οι άξονες περιστροφής τους δεν είναι πάντοτε κάθετοι στο επίπεδο της τροχιάς τους και κυρίως δεν είναι πάντοτε σταθεροί. Ο άξονας του Αρη π.χ. μπορεί για ένα χρονικό διάστημα να έχει κλίση 24 μοιρών, περίπου όσο αυτός της Γης, αλλά ύστερα από μερικές χιλιάδες χρόνια να γυρίσει στις 60 μοίρες, αλλάζοντας εντελώς την οπτική γωνία του πλανήτη σε σχέση με τον Ηλιο.
Η Γη έχει τη σπάνια τύχη να έχει έναν άξονα περιστροφής ο οποίος παραμένει σχεδόν σταθερός σε κλίση περίπου 23 μοιρών και αυτό το οφείλει αποκλειστικά και μόνο στην παρουσία της Σελήνης. Γιατί αυτό είναι τύχη; Για δύο λόγους: «Αν δεν υπήρχε αυτή η γωνία των περίπου 23 μοιρών, αν ο άξονας περιστροφής μας ήταν κατακόρυφος,δεν θα υπήρχε αυτό που ξέρουμε σαν φαινόμενο των εποχών – τουλάχιστον όχι με τη μορφή που το ξέρουμε» απαντά ο κ. Τσιγάνης. «Το ότι η λόξωση του άξονα παραμένει σταθερή συνεπάγεται ότι η ηλιακή ενέργεια που “μαζεύει” κάθε ζώνη του βόρειου ή του νότιου ημισφαιρίου της Γης κατά τη διάρκεια ενός έτους δεν αλλάζει πολύ από χρονιά σε χρονιά. Η ακριβής τιμή της λόξωσης του άξονα περιστροφής δεν έχει και τόσο μεγάλη σημασία,από τη στιγμή που “δείχνει” κοντά στην κατακόρυφο και όχι στις 90 μοίρες, όπως του πλανήτη Ουρανού» επισημαίνει ο αστροφυσικός. «Αξία έχει η σταθερότητα.Γιατί αυτή επιτρέπει στον πλανήτη να αναπτύξει σταθερό κλίμα,μέσα στο οποίο μπορεί να αναπτυχθεί η ζωή. Αυτό δεν θα συνέβαινε στη Γηαν δεν υπήρχε η Σελήνη,ή αν είχε πολύ διαφορετική μάζα, ή αν βρισκόταν σε αρκετή απόσταση».
Χωρίς τη βαρυτική επιρροή του δορυφόρου μας, όπως διευκρινίζει, οι παρέλξεις που ασκούν ο Ηλιος και οι άλλοι πλανήτες θα μπορούσαν να «περιστρέφουν» τον άξονά μας με ακανόνιστο τρόπο, με τη λόξωση να παίρνει όλες τις δυνατές τιμές από 0 ως 90 μοίρες. Αυτό σημαίνει ότι θα είχαμε ανά περιόδους δραματικές κλιματικές μεταβολές. «Σε κάποια περίοδο», εξηγεί, «θα μπορούσε να δημιουργηθεί ένας σχετικά σταθερός κλιματικός κύκλος, να αναπτυχθεί κάτι που να μοιάζει με πρώτα στάδια ζωής και μετά ξαφνικά να αλλάξει εντελώς η τιμή του άξονα περιστροφής και να διαλυθούν τα πάντα». Ο ΟΨΙΜΟΣ ΣΦΟΔΡΟΣ ΒΟΜΒΑΡΔΙΣΜΟΣ 090619_moon_explosion Εκτός από τις επιστημονικές παρατηρήσεις που μας έχει επιτρέψει να κάνουμε, η Σελήνη μας έχει επίσης αποκαλύψει μυστικά του ηλιακού μας συστήματος που χωρίς την παρουσία της θα εξακολουθούσαν να παραμένουν κρυφά.«Από τις αναλύσεις των δειγμάτων σεληνιακών πετρωμάτων που έφεραν οι διαστημικές αποστολές “Απόλλων” καταλάβαμε ότι στη Σελήνη υπάρχουν περιοχές που η ηλικία τους είναι κατά πολύ νεότερη από την εποχή του σχηματισμού της»λέει ο κ. Τσιγάνης.
«Ενώ δηλαδή η Σελήνη σχηματίστηκεσχεδόν μαζί με τη Γηπριν από περίπου 4,5 δισ. χρόνια, μεγάλο μέρος της επιφάνειάς της έχει ηλικία 3,9 δισ. ετών». Αυτό, εξηγεί, σημαίνει ότι η Σελήνη θα πρέπει να βομβαρδίστηκε μαζικά από αστεροειδείς και κομήτες με αποτέλεσμα σημαντικό μέρος της επιφάνειάς της να διαλυθεί και να σχηματιστεί ξανά από την αρχή. Και δεν ήταν η μόνη στην οποία συνέβη κάτι τέτοιο: η Γη και οι γειτονικοί πλανήτες της βομβαρδίστηκαν κατά τον ίδιο τρόπο. Το επεισόδιο αυτό, το οποίο έχει ονομαστεί Οψιμος Σφοδρός Βομβαρδισμός (Late Ηeavy Βombardment, LΗΒ) και θεωρείται σήμερα κεφαλαιώδους σημασίας για την εξέλιξη των εσωτερικών πλανητών και της βιόσφαιρας της Γης, δεν θα μας ήταν γνωστό αν δεν υπήρχε η Σελήνη.«Τα σημάδια αυτού του βομβαρδισμού στη Γη έχουν σβηστεί»υπογραμμίζει ο αστροφυσικός. «Εχουν σβηστεί λόγω της γεωλογικής και της ατμοσφαιρικής δραστηριότητας στη Γη, που διάβρωσαν τους κρατήρες πρόσκρουσης, εξομαλύνοντας τις διαφορές με τις γύρω περιοχές. Σήμερα, ίχνη του LΗΒ διακρίνονται μόνο στα αρχαιότερα γήινα πετρώματα, όπως π.χ. στα ονομαζόμενα “ζιρκόνια του Αδη” που έχουν ηλικία 4,2- 4,3 δισ. ετών, καθώς η εργαστηριακή ανάλυσή τους αποκαλύπτει ότι υπέστησαν έντονο “σοκ” κατά την εποχή του LΗΒ.
Η επιφάνεια της Σελήνης όμως είναι αυτή που μας αποκάλυψε τον βομβαρδισμό και μας έδωσε την ευκαιρία να προσδιορίσουμε πότε έγινε, πόση ένταση και πόση διάρκεια είχε». Ο κ. Τσιγάνης έχει μελετήσει μαζί με τους συνεργάτες του ιδιαίτερα αυτό το περιστατικό της ιστορίας του πλανητικού μας συστήματος, καταλήγοντας σε πολύ σημαντικά συμπεράσματα ως προς την αιτία που πιθανώς το προκάλεσε. Αυτή η δουλειά μάλιστα, σε συνδυασμό με το υπόλοιπο ερευνητικό του έργο, του χάρισε, πριν από δύο χρόνια, μια σπάνια τιμητική διάκριση: η Διεθνής Αστρονομική Ενωση έδωσε το όνομά του σε έναν αστεροειδή.«Εμείς μπορέσαμε να συνδέσουμε την εποχή του σφοδρού βομβαρδισμού με ένα συγκεκριμένο φαινόμενο»διευκρινίζει. «Με τα πειράματά μας στον υπολογιστή δείξαμε ότι για να συμβεί ο σφοδρός βομβαρδισμός, με τα χαρακτηριστικά τα οποία γνωρίζουμε, θα πρέπει οι τροχιές των μεγάλων πλανητών, του Δία, του Κρόνου και των άλλων που βρίσκονται μακρύτερα από εμάς, να άλλαξαν με βίαιο τρόπο». Οπως λέει ο ερευνητής η «υποψία» αυτή δεν γεννήθηκε τυχαία.
«Πιστεύαμε εδώ και χρόνια», τονίζει,«ότι οι μεγάλοι πλανήτες δεν δημιουργήθηκαν εκεί που τους παρατηρούμε σήμερα αλλά πιο κοντά στον Ηλιο. Αυτό που δεν ξέραμε ήταν ο τρόπος με τον οποίο μετακινήθηκαν προς τα έξω. Εμείς λοιπόν βρήκαμε αυτόν τον τρόπο και δείξαμε ότι πιθανότατα δεν ήταν και τόσο ομαλός, αλλά συνοδεύτηκε από “χαοτική”, βίαιη ανακατάταξη των πλανητικών τροχιών. Αυτό ακριβώς προκάλεσε την αποσταθεροποίηση μεγάλου μέρους των αστεροειδών και των κομητών και τον σφοδρό βομβαρδισμό της Σελήνης και του εσωτερικού ηλιακού συστήματος» . Για να κατανοήσει κάποιος περίπου πώς εξελίχθηκαν τα πράγματα θα πρέπει να φανταστεί ένα ηλιακό σύστημα όχι ήρεμο και τακτοποιημένο, όπως το γνωρίζουμε σήμερα, αλλά σε μια κατάσταση πυρετώδους δραστηριότητας και έντονου συνωστισμού. Εξω από τις τροχιές των μεγάλων πλανητών υπήρχε ένας τεράστιος αριθμός πολύ μικρών σωμάτων, σαν τους σημερινούς κομήτες.
Καθώς αυτοί οι κομήτες περνούσαν κοντά από τους πλανήτες, δέχονταν από αυτούς μια βαρυτική «κλωτσιά» ικανή να τους εκτοξεύσει εκτός ηλιακού συστήματος ενώ οι πλανήτες, αντιδρώντας, μετακινούνταν λίγο προς τα έξω. Η διαδικασία αυτή, όπως επισημαίνει ο κ. Τσιγάνης, θα μπορούσε να είναι απολύτως ομαλή για τους πλανήτες, αλλά δεν συνέβη έτσι:«Εμείς δείξαμε ότι το πιθανότερο σενάριο για το ηλιακό μας σύστημα είναι ότι, καθώς οι πλανήτες μετανάστευαν, σε μια χρονική στιγμή που αντιστοιχεί στην έναρξη του όψιμου σφοδρού βομβαρδισμού, οι τροχιές τους άρχισαν ξαφνικά να τέμνονται μεταξύ τους, εξαιτίας ενός “βαρυτικού συντονισμού” ανάμεσα στον Δία και στον Κρόνο. Τελικά, οι πλανήτες “ηρέμησαν”- έπειτα από μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια- φθάνοντας στις σημερινές τους τροχιές. Στο μεσοδιάστημα όμως υπήρξε μια τεράστια ροή κομητών και αστεροειδών από τα εξωτερικά μέρη του ηλιακού συστήματος προς την περιοχή της Γης, η οποία συντέλεσε τον σφοδρό βομβαρδισμό».
