Η Σελήνη δεν βρίσκεται πάντα στην ίδια απόσταση από τη Γη. Μετρήσεις εξαιρετικής ακρίβειας δείχνουν ότι απομακρύνεται κατά μέσο όρο περίπου 3,8 εκατοστά τον χρόνο, περίπου όσο μεγαλώνουν τα ανθρώπινα νύχια μέσα σε έναν χρόνο.
Η αλλαγή είναι ανεπαίσθητη στην ανθρώπινη κλίμακα, όμως αποκαλύπτει κάτι εντυπωσιακό: η Σελήνη, οι παλίρροιες και η περιστροφή της Γης αποτελούν μέρη ενός συστήματος που εξελίσσεται συνεχώς εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια.
Γιατί η Σελήνη απομακρύνεται από τη Γη;
Η βασική αιτία βρίσκεται στις παλιρροϊκές δυνάμεις ανάμεσα στη Γη και τη Σελήνη. Η βαρύτητα της Σελήνης έλκει διαφορετικά τα διάφορα σημεία της Γης και συμβάλλει στη δημιουργία των γνωστών παλιρροιών στους ωκεανούς.
Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της περίπου μία φορά κάθε 24 ώρες, πολύ γρηγορότερα από όσο η Σελήνη ολοκληρώνει μία περιφορά γύρω από τη Γη. Εξαιτίας αυτής της διαφοράς, οι παλιρροϊκές διογκώσεις δεν βρίσκονται ακριβώς στην ευθεία Γης-Σελήνης αλλά μετατοπίζονται ελαφρά προς τα εμπρός.
Η βαρυτική έλξη μεταξύ αυτών των διογκώσεων και της Σελήνης δημιουργεί μια μικρή αλλά συνεχή ροπή. Το αποτέλεσμα είναι να μεταφέρεται στροφορμή από την περιστροφή της Γης στην τροχιά της Σελήνης.
- Η βαρύτητα της Σελήνης συμβάλλει στη δημιουργία των παλιρροιών.
- Η περιστροφή της Γης μετατοπίζει τις παλιρροϊκές διογκώσεις ελαφρά μπροστά από τη Σελήνη.
- Η αλληλεπίδραση αυτή επιβραδύνει πολύ αργά την περιστροφή της Γης.
- Η Σελήνη αποκτά τροχιακή στροφορμή και μετακινείται σε ελαφρώς μεγαλύτερη τροχιά.
Πώς γνωρίζουμε ότι απομακρύνεται κατά 3,8 εκατοστά;
Οι επιστήμονες μπορούν να μετρούν την απόσταση Γης-Σελήνης με εντυπωσιακή ακρίβεια χάρη σε μια τεχνική που ονομάζεται Lunar Laser Ranging.
Κατά τις αποστολές Apollo τοποθετήθηκαν στη σεληνιακή επιφάνεια ειδικοί ανακλαστήρες. Αντίστοιχοι ανακλαστήρες μεταφέρθηκαν στη Σελήνη και από σοβιετικά οχήματα Lunokhod.
Από επίγεια παρατηρητήρια εκπέμπονται παλμοί λέιζερ προς αυτούς τους ανακλαστήρες. Ένα πολύ μικρό μέρος του φωτός επιστρέφει στη Γη και, μετρώντας τον χρόνο του ταξιδιού του, οι επιστήμονες υπολογίζουν την απόσταση από τη Σελήνη με ακρίβεια που φτάνει σε επίπεδο εκατοστών.
Δεκαετίες τέτοιων μετρήσεων έδειξαν ότι η μέση απόσταση αυξάνεται κατά περίπου 3,8 εκατοστά κάθε χρόνο.
Μπορούμε να υπολογίσουμε πόσο μακριά θα βρίσκεται στο μέλλον;
Εδώ χρειάζεται προσοχή. Αν πολλαπλασιάσουμε απλώς τα 3,8 εκατοστά με ένα εκατομμύριο χρόνια, θα πάρουμε περίπου 38 χιλιόμετρα. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι η Σελήνη θα βρίσκεται πράγματι ακριβώς 38 χιλιόμετρα μακρύτερα τότε.
Ο σημερινός ρυθμός απομάκρυνσης δεν θεωρείται σταθερός σε γεωλογικές χρονικές κλίμακες. Η αποτελεσματικότητα της παλιρροϊκής τριβής αλλάζει καθώς μετακινούνται οι ήπειροι, μεταβάλλεται η μορφή των ωκεανών και αυξάνεται η απόσταση της Σελήνης.
Γεωλογικά στοιχεία δείχνουν ότι η Σελήνη βρισκόταν πολύ πιο κοντά στη Γη στο μακρινό παρελθόν και ότι οι ημέρες ήταν μικρότερες. Η σχέση των δύο σωμάτων εξελίσσεται συνεχώς, αλλά όχι με έναν απλό σταθερό ρυθμό.
Γιατί μεγαλώνει παράλληλα η διάρκεια της ημέρας;
Η ίδια παλιρροϊκή διαδικασία που απομακρύνει τη Σελήνη λειτουργεί σαν πολύ αδύναμο «φρένο» στην περιστροφή της Γης.
Η μακροπρόθεσμη επίδραση της παλιρροϊκής τριβής αυξάνει τη διάρκεια της ημέρας κατά περίπου 2,3 έως 2,4 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά αιώνα. Είναι μια απειροελάχιστη μεταβολή, αλλά σε γεωλογικούς χρόνους γίνεται σημαντική.
Αυτό δεν σημαίνει ότι κάθε ημέρα είναι σταθερά λίγο μεγαλύτερη από την προηγούμενη. Η ταχύτητα περιστροφής της Γης μεταβάλλεται επίσης εξαιτίας της ατμόσφαιρας, των ωκεανών, των κινήσεων στο εσωτερικό του πλανήτη, της μετακίνησης πάγων και νερού και άλλων φυσικών διεργασιών.
Τι συμβαίνει με τις παλίρροιες καθώς αυξάνεται η απόσταση;
Η βαρυτική και παλιρροϊκή επίδραση της Σελήνης μειώνεται όσο αυξάνεται η απόστασή της. Θα ήταν όμως υπερβολικά απλό να πούμε ότι οι πραγματικές παλίρροιες στις ακτές θα μειώνονται με έναν σταθερό και προβλέψιμο τρόπο.
Το ύψος μιας παλίρροιας εξαρτάται όχι μόνο από τη Σελήνη αλλά και από τον Ήλιο, το σχήμα των ωκεάνιων λεκανών, το βάθος του νερού και τη γεωγραφία των ακτών. Καθώς οι ήπειροι αλλάζουν θέση σε γεωλογικές χρονικές κλίμακες, μεταβάλλεται και ο τρόπος με τον οποίο ανταποκρίνονται οι ωκεανοί στις παλιρροϊκές δυνάμεις.
Η Σελήνη βοηθά στη σταθερότητα της Γης;
Η Σελήνη επηρεάζει και τον προσανατολισμό του άξονα περιστροφής της Γης. Η βαρυτική παρουσία της συμβάλλει στον περιορισμό μεγάλων μεταβολών της αξονικής κλίσης, δηλαδή της γωνίας με την οποία είναι γερμένος ο άξονας της Γης.
Η αξονική κλίση είναι σημαντική επειδή συνδέεται με τις εποχές και με μακροχρόνιες μεταβολές του κλίματος. Η Σελήνη βοηθά να διατηρούνται οι μεταβολές της μέσα σε σχετικά περιορισμένο εύρος.
Δεν είναι όμως σωστό να συμπεράνουμε ότι χωρίς τη Σελήνη το κλίμα της Γης θα γινόταν αναγκαστικά χαοτικό. Προσομοιώσεις μιας υποθετικής Γης χωρίς μεγάλο φεγγάρι δείχνουν ότι οι μεταβολές της κλίσης θα μπορούσαν να είναι μεγαλύτερες, αλλά η ακριβής μακροχρόνια συμπεριφορά εξαρτάται από πολλές βαρυτικές αλληλεπιδράσεις.
Υπάρχει κάποιος κίνδυνος επειδή η Σελήνη απομακρύνεται;
Όχι. Ο σημερινός ρυθμός απομάκρυνσης δεν αποτελεί κίνδυνο για την ανθρωπότητα και δεν προκαλεί κάποια αισθητή μεταβολή στην καθημερινή μας ζωή.
Η σημασία του φαινομένου είναι κυρίως επιστημονική. Μας επιτρέπει να παρακολουθούμε στην πράξη πώς μεταφέρεται ενέργεια και στροφορμή μέσα σε ένα πλανητικό σύστημα και μας βοηθά να ανασυνθέσουμε την ιστορία της Γης και της Σελήνης.
Ακόμη και ένα σύστημα που στα μάτια μας φαίνεται σχεδόν αμετάβλητο εξελίσσεται διαρκώς. Τα μόλις 3,8 εκατοστά κάθε χρόνο είναι ένα μικρό αλλά μετρήσιμο ίχνος αυτής της εξέλιξης.
Συχνές ερωτήσεις για την απομάκρυνση της Σελήνης
Πόσο απομακρύνεται η Σελήνη κάθε χρόνο;
Οι σύγχρονες μετρήσεις δείχνουν έναν μέσο ρυθμό περίπου 3,8 εκατοστών τον χρόνο.
Γιατί απομακρύνεται;
Εξαιτίας των παλιρροϊκών αλληλεπιδράσεων Γης και Σελήνης. Μέρος της στροφορμής από την περιστροφή της Γης μεταφέρεται στην τροχιακή κίνηση της Σελήνης, με αποτέλεσμα η τροχιά της να μεγαλώνει αργά.
Πώς μετρούν τόσο μικρή αλλαγή;
Με παλμούς λέιζερ που στέλνονται από τη Γη σε ειδικούς ανακλαστήρες πάνω στη Σελήνη. Ο χρόνος που χρειάζεται το φως για να επιστρέψει επιτρέπει πολύ ακριβείς μετρήσεις της απόστασης.
Κάνει η απομάκρυνση μεγαλύτερη τη διάρκεια της ημέρας;
Ναι. Η παλιρροϊκή τριβή επιβραδύνει μακροπρόθεσμα την περιστροφή της Γης, αυξάνοντας τη διάρκεια της ημέρας κατά περίπου 2,3 έως 2,4 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά αιώνα από αυτή την επίδραση.
Θα φύγει κάποτε εντελώς η Σελήνη από τη Γη;
Δεν είναι σωστό να προβάλλουμε τον σημερινό ρυθμό απομάκρυνσης επ’ άπειρον. Η εξέλιξη του συστήματος αλλάζει με τον χρόνο και, σε ακόμη μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες, η εξέλιξη του ίδιου του Ήλιου γίνεται καθοριστικός παράγοντας πολύ πριν μπορέσουμε να αντιμετωπίσουμε τη σημερινή απομάκρυνση ως μια απλή γραμμική διαδικασία.
Πηγές:
