بیگ بنگ: حدود ۱٫۲۵ میلیارد سال پیش، پهنه‌های گِلی در حاشیه یک دریای داخلی، به خاستگاه لایه‌های سرخ‌ـ‌نارنجی شیل هاکاتای تبدیل شدند؛ زمانی که طول شبانه‌روز زمین تنها حدود ۱۹ ساعت بود!
به گزارش بیگ بنگ، این چشم‌انداز نیمه‌گرمسیری در قاره باستانی لورنتیا (Laurentia)، به‌طور دوره‌ای به محیطی تبدیل می‌شد که رطوبت در آن تبخیر می‌شد؛ چیزی شبیه به سبخه یا پلیای امروزی. با تغییر شرایط اقلیمی، رسوبات در الگوهایی ریتمیک و منظم روی هم انباشته می‌شدند.
امروزه همین الگوها را می‌توان در رخنمون‌هایی با فاصله ۶۵ کیلومتر از یکدیگر ردیابی کرد؛ الگوهایی که رکورد دوره‌ای را حفظ کرده‌اند که در آن، طول شبانه‌روز زمین به‌طور چشمگیری کوتاه‌تر از امروز بود. در آن دوران، هر شبانه‌روز تنها حدود ۱۹ ساعت طول می‌کشید.
پژوهشگران در مطالعه‌ای جدید، با بررسی الگوهای رنگارنگ و تکرارشونده شیل هاکاتای که امروزه در بخش مرکزی ـ شرقی گرند کنیون در معرض دید قرار دارند، به این نتیجه رسیدند. این الگوها چرخه‌هایی را بازتاب می‌دهند که به تغییرات اقلیمی زمین ناشی از حرکت آن در فضا مربوط هستند.
این الگوها ظاهراً اثر انگشت‌های زمین‌شناختی تغییرات آب‌وهوایی هستند که در اثر تغییرات ظریف در مدار و چرخش زمین ایجاد شده‌اند؛ تغییراتی که به نام چرخه‌های میلانکوویچ (Milanković cycles) شناخته می‌شوند.
با مطالعه این چرخه‌ها، پژوهشگران توانسته‌اند بخش‌هایی از وضعیت باستانی سامانه زمین ـ ماه را بازسازی کنند. اما این کار به سادگیِ آن نیست که مدل‌های نجومی امروزی را برای میلیاردها سال به عقب برگردانیم.
تلاش برای بازسازی این چرخه‌ها در بیش از یک میلیارد سال پیش، چالش بزرگی است. متغیرهای زیادی باید در نظر گرفته شوند، زیرا مدار زمین در بازه‌های زمانی بسیار طولانی رفتاری آشوبناک دارد. با گذشت زمان، شکل مدار زمین تغییر می‌کند، محور چرخش آن میزان کجی متفاوتی پیدا می‌کند و جهت‌گیری این محور نیز تغییر می‌کند.
از طرف دیگر، ماه به‌تدریج از زمین دور می‌شود و همین موضوع زمان‌بندی برخی از این چرخه‌ها را تغییر داده است. تمام این تغییرات بر میزان و نحوه توزیع نور خورشید که به سطح زمین می‌رسد تأثیر می‌گذارند و در نتیجه، نوع شیل و رسوباتی که در آن محیط تشکیل می‌شوند نیز تغییر می‌کند.
با بررسی شیل هاکاتای، پژوهشگران لایه‌های متناوبی از سنگ‌های غنی از کربنات و سنگ‌های گِلی پیدا کردند که در چندین مقیاس مختلف تکرار می‌شوند. این الگوهای تکرارشونده، ترکیب‌های مختلفی از شرایط مداری زمین و ماه را منعکس می‌کنند. پس از رمزگشایی این الگوها، می‌توانند اطلاعاتی درباره آب‌وهوای زمین در زمانی که این لایه‌ها تشکیل شده‌اند ارائه دهند.
الگوهای مشابه لایه‌بندی در شیل، در نقاطی با فاصله بیش از ۶۰ کیلومتر از یکدیگر نیز دیده می‌شوند. این موضوع نشان می‌دهد که این الگوها احتمالاً نتیجه تغییرات گسترده اقلیمی بوده‌اند، نه تغییرات محلی در نحوه رسوب‌گذاری.
یکی از سیگنال‌هایی که انتظار می‌رفت در اثر تغییرات کجی محور زمین ایجاد شده باشد، به شکل عجیبی به دو بخش مجزا تقسیم شده بود. پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند که این مسئله می‌تواند ناشی از یکی از دو حالت باشد:
نخست، ممکن است سامانه اقلیمی زمین در آن دوران واکنش متفاوتی به تغییرات مداری نشان داده باشد. یا اینکه ممکن است خودِ دینامیک مداری سامانه خورشیدی در آن زمان تغییراتی داشته باشد. پس از در نظر گرفتن این سیگنال غیرمعمول، پژوهشگران دوره پیشایانش را حدود ۱۵٬۷۳۰ سال محاسبه کردند.
پیشایانش به تغییر تدریجی جهت‌گیری محور چرخش یک جسم گفته می‌شود. این محاسبه سپس به برآوردی از فاصله ماه در آن دوران منجر شد: ماه حدود ۵۳٫۸ شعاع زمین از زمین فاصله داشته است. و از همین محاسبات، نتیجه مهم دیگری به دست آمد: طول یک شبانه‌روز زمین در آن زمان حدود ۱۹ ساعت بوده است.
این نتیجه همچنین با مدل‌های موجود درباره چگونگی تکامل سامانه زمین ـ ماه در حدود ۱٫۲۵ میلیارد سال پیش مطابقت دارد. نتایج این پژوهش همچنین هیچ شواهدی برای یک دوره پیشنهادی پیدا نکردند که بر اساس آن، طول روز زمین در دوره مزوزوپروتروزوئیک (Mesoproterozoic) ممکن است برای مدتی در حدود ۱۹٫۵ یا ۲۱ ساعت ثابت مانده باشد.
این مطالعه نشان می‌دهد که رسوبات باستانی می‌توانند اطلاعاتی بسیار فراتر از یک تصویر لحظه‌ای از چشم‌اندازی که در آن شکل گرفته‌اند، در خود حفظ کنند. در این مورد، شیل هاکاتای تنها تصویری از یک دریای داخلی باستانی را ثبت نکرده است.
این سنگ‌ها همچنین ریتم‌های اقلیمی زمین و مکانیک سماوی را که این تغییرات را ایجاد کرده‌اند، در خود حفظ کرده‌اند؛ اطلاعاتی که از یک جهان نیمه‌گرمسیری ناپدیدشده به دست آمده است؛ جهانی که در آن روزهای زمین بسیار کوتاه‌تر بودند و یک شبانه‌روز تنها حدود ۱۹ ساعت طول می‌کشید. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Geoscience منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=110036
