Что станет с Землей, если Луна исчезнет? Почему так сделано, почему так происходит.

Если сжать время существования нашей планеты до 24 часов, то Луна появилась бы спустя 10 минут после начала отсчета. Спутник - не просто кусок камня. Без него жизнь на Земле выглядела бы совсем иначе, а может, и вовсе никогда бы не образовалась

Случайный климат

Смене времен года мы обязаны наклону оси вращения Земли к плоскости ее орбиты. Луна выравнивает земную «болтанку», и угол постоянен. Без спутника неизменный климат периодически сменялся бы экстремальным с такой же разницей температур между зимой и осенью, как между Южным полюсом и экватором.

Возможность жизни

На ранних этапах формирования системы «Земля - Луна» под воздействием притяжения спутника, неравномерного для ближней и дальней части планеты, земная магма постоянно двигалась. Это дополнительно разогревало Землю, и она оставалась жидкой и теплой дольше «положенного» срока. Возможно, именно эта отсрочка дала зарождающейся жизни шанс закрепиться на планете.

Темные ночи

Ночи на безлунной Земле были бы куда темнее, чем сейчас. Второй по яркости объект ночного неба, Венера, светит в 14 000 раз слабее спутника. Эволюционируя в полной темноте, приматы развили бы отличное ночное зрение - иначе их бы попросту съели хищники. И кто знает, понадобилось бы тогда изобретать лампочку.

Никаких затмений

Не будь Луны, земляне никогда не смогли бы любоваться солнечными затмениями. Благодаря удачно «подобранному» расстоянию, в тот момент, когда Луна оказывается между Землей и Солнцем, ее тень полностью закрывает звезду. Следующий по размерам объект, который может «затмить» Солнце, - Венера - выглядит на его фоне как крошечное темное пятнышко.

Сверхбыстрый год

Спутник не только заставляет земные океаны двигаться. Из-за так называемого приливного ускорения Земля с каждым годом вращается все медленнее. За столетие год удлиняется на две микросекунды (микросекунда - одна миллионная секунды). С тех пор как планета обзавелась спутником, он замедлил вращение Земли в несколько раз! Без Луны сутки длились бы восемь часов, а год насчитывал бы больше 1000 дней.

Суровый климат

Из-за скоростного вращения Земли в атмосфере все время формировались бы мощные потоки, ветра и шторма. Большинство нынешних животных и растений не выдержали бы таких условий, так что флора и фауна безлунной Земли напоминала бы флору и фауну суровых степей и высокогорных плато.

Спокойная вода

Воды океана перемещают приливные силы Луны и Солнца, причем вклад звезды только 40%. Без лунной гравитации не было бы кораллов и многих моллюсков, которые неподвижны и ловят еду в перемещающейся под воздействием Луны воде. А значит, морские пищевые цепочки были бы устроены совершенно иначе.

Прошлое
Космическая авария

Считается, что Земля сформировалась 4,56 млрд лет назад и обзавелась спутником уже 30 млн лет спустя, после того как в планету врезался объект размером с Марс. Он выбил из тогда еще полужидкой планеты гигантский кусок, который не смог преодолеть силу притяжения и остался на орбите Земли. Изначально Луна находилась на расстоянии 20 000–30 000 км от планеты - в 20 раз ближе, чем сейчас.

По-соседски

Луна не только украшает ночное небо и волнует влюбленных. Несмотря на значительное расстояние (космонавты добираются до спутника трое суток), Луна влияет на Землю сильнее, чем любое другое небесное тело. Рисунок гор и равнин, животный мир океанов и даже продолжительность суток - без Луны на нашей планете все было бы иначе.

Иллюстрации: Андрей Дорохин, Alamy / Legion-Media

На протяжении почти целых 4,5 миллиарда лет истории нашей Солнечной системы Земля находилась в одиночестве и вращалась вокруг Солнца. Наша гигантская лунная спутница крупнее и гораздо массивнее любых других лун в сравнении с теми планетами, вокруг которых они вращаются. В своей полной фазе Луна ярко светит ночью, и она в течение всей истории своего существования связана с такими феноменами как сумасшествие (или лунатизм), поведение животных (выть на Луну), сельское хозяйство (полнолуние перед осенним равноденствием) и даже с женскими менструальными циклами. Ее разрушение стало бы катастрофой, но оно также навсегда изменило бы наш мир некоторыми невероятно интересными способами.

1) При разрушении Луны ее обломки полетят в сторону Земли, однако это, возможно, не приведет к уничтожению жизни. Представьте себе оружие настолько смертоносное, что оно будет способно гравитационно освободить Луну и разорвать ее на части. Для этого потребуется кусок антиматерии величиной со средний астероид (около километра в диаметре), и тогда ее части разлетятся по всем направлениям. Если взрыв будет достаточно слабым, то осколки сформируют одну или несколько лун; а если он будет сильным, то ничего вообще не останется; а если он будет правильной силы, то он создаст кольцевую систему вокруг Земли. Со временем эти лунные фрагменты сойдут с орбиты благодаря земной атмосфере, и произойдет серия столкновений.

Однако эти столкновения не будут такими разрушительными, как в случае с астероидами или кометами, которых мы так опасаемся сегодня. Хотя куски Луны могут оказаться массивными, плотными и даже, возможно, они будут больше уничтоживших динозавров астероидов, они, тем не менее, будут иметь намного меньше энергии. Астероиды или кометы, сталкивающиеся с Землей, двигаются со скоростью 20, 50 или даже более 100 километров в секунду, тогда как лунные осколки будут двигаться со скоростью всего лишь 8 километров в секунду, и они только по касательной войдут в нашу атмосферу. Тем не менее, падающие на Землю куски Луны будут обладать разрушительной силой, однако эта сила при столкновении будет составлять всего 1% от общей энергии при столкновении со сравнимым по размеру астероидом. А если падающие куски будут достаточно небольшими, то человечество без труда переживет их воздействие.

2) Ночное небо, естественно, будет значительно более ярким. После того как Луна и все ее остатки исчезнут, второй по яркости объект на небе Земли полностью перестанет существовать. Хотя Солнце, естественно, в 400 тысяч раз ярче, чем полная Луна в перигее, она, в свою очередь, в 14 тысяч раз ярче следующего по яркости объекта на небе - Венеры. Если взять шкалу темного неба Бортла (Bortle Dark-Sky Scale), то полная Луна может привести вас с 1-го номера - наиболее чистое и естественное темное небо из всех возможных вариантов - прямо до 7-го или 8-го уровня, затмевая таким образом даже самые яркие звезды. Без Луны не будет помех для чистого, темного неба ни в один из дней года.

3) Больше не будет затмений. Говорим ли мы о солнечном затмении - частичном, полном или кольцеобразном, - или о лунных затмениях, когда этот естественный спутник Земли попадает в нашу тень, в любом случае больше никаких затмений не будет. Затмение требует наличия трех объектов и их определенного выстраивания - Солнца, планеты и луны этой планеты. Когда луна проходит между Солнцем и планетой, то тень может отбрасываться на поверхность планеты (полное затмение), луна может пересекать поверхность солнца (кольцеобразное затмение), или она может затмить только часть солнечного света (частичное затмение). Однако в том случае, если луны нет вообще, то ничего подобного и не происходит. Наш естественный спутник никогда не сможет попасть в тень Земли, если он не существует, и таким образом с затмениями будет покончено.

4) Продолжительность дня станет постоянной. Возможно, вы особенно над этим не задумывались, но Луна представляет собой для вращающейся Земли незначительную фрикционную силу, и в результате скорость ее вращения постепенно падает. Мы можем потерять здесь или там лишь секунду в течение многих веков, но они со временем накапливаются. В нашем современном 24-часовом дне было всего 22 часа во времена динозавров и всего 10 часов несколько миллиардов лет назад. А через четыре миллиона лет мы не будем добавлять больше дни в нашем календаре, поскольку скорость вращения замедлится, а длина дня продолжит увеличиваться. Однако без Луны все это прекратится. Мы будем иметь 24-часовой день каждый день до тех пор, пока на солнце не закончится энергия, и оно не погаснет.

5) Наши приливы и отливы будут незначительными. Приливы и отливы представляют собой интересные, значительные отличия для тех из нас, кто живет недалеко от побережья, особенно в бухте, узком заливе, проливе или в других местах, где скапливается вода. Приливы и отливы на Земле происходят, в основном, из-за влияния Луны, тогда как Солнце оказывает лишь незначительное воздействие на те приливы и отливы, которые мы видим сегодня. Во время полнолуния и новолуния, когда выстраиваются по определенной линии Солнце, Земля и Луна, у нас происходит наибольший, сизигийный прилив - это время самого большого из числа возможных отличий между уровнем прилива и отлива. Когда они находятся по отношению друг к другу под прямым углом во время четверти Луны, мы имеем самый низкий уровень воды - и это момент наименьших изменений. Сизигийный прилив в два раза больше по сравнению с самым низким уровнем, однако без Луны приливы и отливы будут весьма незначительными, и по величине они будут составлять всего лишь четверть от нынешнего максимального уровня.

6) Наш осевой наклон будет нестабильным. Это неприятная вещь. Земля вращается вокруг своей оси с наклоном 23,4 градуса по отношению к нашей орбитальной плоскости вращения вокруг Солнца (это явление называется наклоном или obliquity). Вы можете подумать, что к Луне это не имеет особого отношения, однако в течение десятков тысяч лет этот наклон изменяется - с 22,1 градуса до 24,5 градусов. Луна представляет собой стабилизирующую силу, тогда как миры без больших лун - как, например, Марс - со временем сталкиваются с изменением наклона в десятки раз большим. На Земле, если не будет Луны, наше отклонение, согласно существующим оценкам, временами будет превышать 45 градусов, и это сделает из нас мир, которые будет вращаться на наших боках. На полюсах всегда будет холодно, а на экваторе не обязательно будет тепло. Без Луны, стабилизирующей наше положение, ледниковый период будет распространяться по различным частям нашего мира каждые несколько тысяч лет.

И, наконец:

7) Мы больше не будем иметь удобную стартовую площадку для полета к остальным частям вселенной. Насколько можно судить, человечество является единственным видом, который по собственной воле вступил на поверхность других миров. Частично сделанное в период с 1969 года по 1972 годом можно объяснить тем, что Луна находится так близко к Земле. Расстояние составляет всего 380 тысяч километров, и ракета может преодолеть этот путь примерно за три дня, а полет до Луны и обратно со скоростью света займет всего 2,5 секунды. Что касается следующих ближайших объектов - Марса и Венеры, - по полет до них будет продолжаться несколько месяцев, полет туда и обратно - больше года, а коммуникационный сигнал будет проходить это расстояние в течение большого количества минут.

Полет на Луну - это наиболее легкое «тренировочное путешествие», о котором мы могли бы попросить Вселенную, если бы наша цель состояла в исследовании остальной части Солнечной системы. Возможно, когда-нибудь мы вновь ей воспользуемся, а также всем тем, что она дает Земле - и это не такое далекое время.

Этан Зигель - астрофизик и писатель,

он также является основателем и основным автором блога Starts With a Bang.

Часто можно слышать о том, что обитаемостью Земля обязана своему спутнику, гравитация которого удерживает ось нашего вращения, а та, в свою очередь, обеспечивает стабильность земного климата. Поэтому если Земля потеряет Луну, то все пойдет вразнос и жизнь на планете исчезнет. Но так ли это на самом деле? Астроном Джек Лиссауэр считает, что нет.

Наверное, вы помните, что самым гениальным злодейским планом главного героя мультфильма "Гадкий Я" ("Despicable Me") было похищение естественного спутника нашей планеты, то есть Луны. И после того, как ему удалось сделать это, на Земле наступил полный конец света — климат испортился, горы сдвинулись, одним словом, все пошло наперекосяк. Наверное именно поэтому Грю решил срочно вернуть Луну на место — до злодея дошло, что это небесное тело висит у нас над головами не только в качестве украшения ночного неба.

Однако все это, как мы понимаем, — исключительно фантазии авторов мультфильма. Но вот имеют ли они под собой реальные основания? Конечно же, вряд ли в ближайшую тысячу лет кто-нибудь из земных обитателей сможет повторить подобное похищение Луны в реальности, однако наш спутник может покинуть Землю и каким-нибудь другим способом — например, сойти со своей орбиты после удара крупного небесного тела. И что тогда станет с нашей планетой, а также теми, кто на ней обитает?

Согласно расчетам ученых, ничего хорошего после "отбытия" Луны в далекие края ожидать не приходится — без гравитационного воздействия спутника ось вращения Земли смещалась бы не в диапазоне 22,0-24,6° (что наблюдается сейчас и вообще на протяжении всей истории нашей планеты), а колебалась бы — от 0 до 85°. Получается, что наша планета время от времени просто заваливалась бы на бок! Ну а если это случится, то, сами понимаете, полярная ночь и полярный день стали бы нормой не только для полюсов, но и для вообще всех регионов Земли, что несомненно повлияло бы на климат. В итоге при отклонении оси к 0° северные регионы были бы необитаемы из-за холода, а экватор — вечно перегрет и, соответственно, тоже безжизненен.

Однако насколько картина, нарисованная такой моделью, близка к тому, что может случится в реальности, если Луна покинет окрестности Земли? Задавшись этим вопросом, астроном Джек Лиссауэр из Исследовательского центра НАСА в Эймсе (США), который, кстати, в свое время открыл первые два спутника планеты Уран, решил построить собственную модель этой гипотетической катастрофы. Причем время существования Земли без своего спутника в этой модели было определено в 4 млрд лет — то есть столько, сколько существует жизнь на нашей планете. И что вы думаете, никаких катастрофических сценариев в этой модели вообще ни разу не возникло — за все четыре миллиарда лет наклон земной оси не превысил 40 градусов и не упал ниже 10 градусов.

"Если бы Земля не имела Луны, наклон ее оси вращения — и тем самым климат — варьировался бы гораздо сильнее, чем сейчас, это верно. Но ничего настолько плохого, что демонстрировали нам предшествующие модели, не случилось бы. Даже если брать такой небольшой по геологическим меркам период, как время, необходимое для развития сложной жизни, то даже за этот промежуток изменения могли быть, скажем, градусов десять в обе стороны, но не больше. А это не привело бы к резким климатическим изменениям, которые могли бы угрожать существованию примитивных живых организмов", — комментирует результаты исследования доктор Джек Лиссауэр.

Кстати, отмечает ученый, если бы у лишенной спутника Земли было бы еще в придачу и ретроградное вращение (то есть Солнце вставало бы для землян на западе), которое должно иногда встречаться среди скалистых экзопланет других систем, колебания оси наклона были бы еще меньше. Это объясняется тем, что в этом случае кручение планеты вокруг своей оси шло бы в направлении, противоположном тому, по которому она путешествует вокруг звезды. Таким образом, говорит доктор Лиссауер, экзопланеты земного типа, которые лишены естественных спутников, не следует сразу автоматически записывать в безжизненные — особенно, если они имеют ретроградное вращение.

Впрочем, добавляет ученый, долговременные колебания климата, связанные с более сильными колебаниями земной оси при отсутствии Луны, действительно имели бы место, но их никак нельзя называть катастрофическими. В конце концов, нельзя забывать о том, что даже сильный наклон оси (приводящий к "расползанию" полярной ночи и дня) одновременно с охлаждающим эффектом из-за роста альбедо (отражающей способности поверхности) в неосвещенном полушарии, которое бы обеспечивало образование большого количества льда во время полярной ночи, увеличивал бы эффективность поглощения планетой солнечного света. А это должно давать нагревающий эффект — по крайней мере, так говорят многие модели.

С выходом фильма «Обливион» многие задались вопросом: что будет, если земная Луна будет уничтожена? «Не знаю», - ответили себе многие.

- «А что случится, когда Луна будет уничтожена?». Давайте не будем гадать, перешел цыпленок дорогу или нет, а просто попытаемся ответить на этот вопрос.

Первое, что приходит в голову ученым - каким способом Луна подвергнется разрушению? Если, например, Звезда Смерти будет все же построена и случайным образом она разобьет Луну на ошметки, они будут летать по той же орбите, а значит оказывать на Землю то же самое гравитационное влияние. Изменений будет немного. Это вам не черная дыра в Солнечной системе.

Да, мы бы больше не наблюдали лунные фазы ночью, но видели сверкающее облако обломков, которые, вероятно, были бы намного ярче полной Луны, поскольку площадь поверхности, отражающей свет, была бы больше. Есть даже некоторые астрономы, которые заранее ненавидят эти новые помехи в ночном небе.

Но если бы Луну полностью украли (или продали, как это было у Хайнлайна), гравитация бы существенно изменилась. Расписание приливов и отливов можно было бы выбросить.

Океанические приливы будут случаться, но вода будет следовать за солнцем, поэтому изо дня в день вы, возможно, будете видеть большие волны повсюду. Некоторые рыбаки это оценили бы.

Поскольку приливные силы влияют и на ядро Земли, наверняка внутри возникнет некоторая суматоха. Землетрясения. Несколько суровых извержений вулканов. Что-то типа того. Но Калифорния, Япония и Крым не уйдут под воду.

Тем не менее в долгосрочной перспективе проблема усугубится. Сейчас ось вращения Земли медленно покачивается каждые 26 000 лет, как юла, поскольку ощущает гравитационный канат Солнца. Из-за колебания Полярная звезда не всегда показывает точно на север. Эксперты сходятся во мнении, что Луна является своеобразным амортизатором этого колебания, не дающим ему совсем расшататься.

Вполне возможно, что оставшись без Луны, Земля будет дико колебаться, как Марс, например. Колебание Красной планеты настолько экстремально, что на ней, возможно из-за этого, меняется климат. Если на Земле произойдет то же самое, голубая планета может стать настоящим монстром и слегка сдать свои позиции для радужного обитания.

Без Луны наклон земной оси может измениться - с нынешних 22-25 градусов до угла от нуля до 85 градусов. Ноль устранит времена года, а 85-градусный переворот положит Землю на бок. Если бы это произошло, нынешний кризис, который мы называем глобальным потеплением, был бы приятным чаепитием по сравнению с потенциальным.

К счастью, расшатывание земной оси повлияет на нас только спустя много миллионов лет.

И если мы на протяжении этого времени не умрем со скуки, нам придется молча наблюдать, как исчезновение Луны уничтожает нашу культуру и искусство, животных, музыку, поэзию, фотографию и прочее.

Рождается закономерный вопрос. Мы выживем, если инопланетные захватчики уничтожат Луну в первую очередь. Но зачем им это нужно?