Известно, - едва ли кто-то не слышал об этом, - что в прошлом скорость вращения Земли была выше, а сутки - короче. Есть даже мнение, - встречал пару раз, - что в прошлом планета вертелась так, что центробежная сила, вычитаясь из силы тяжести, позволяла ходить динозаврам. Это удивительно безграмотное мнение. Ибо школьное образование должно позволять каждому самостоятельно проверить расчётом состоятельность данной версии. Однако, история продолжительности суток, всё равно, не проста, богата подробностями неожиданными и заслуживает подробного рассмотрения...

...Начать стоит с того, почему планеты вообще вращаются вокруг собственной оси, и притом, исключая Венеру и Уран, вращаются в одну сторону. Упорядоченное вращение возникает на этапе формирования планет из газопылевого диска. Угловая скорость движения частиц убывает с радиусом орбиты. Растущее тело получает, как следствие, удары «вдогон» во внутреннее — ориентированное к звезде — полушарие, и встречные во внешнее.

Это понятный и очевидный физический механизм, применение которого к планетам имеет, однако, любопытное следствие. Разница между скоростями раскручивающих тело частиц с внешней и внутренней сторон тем меньше, чем больше радиус орбиты планеты. Как следствие, внутренние планеты сразу после завершения формирования системы вращаются быстрее.


Короче всего (не считая малых тел) в настоящий момент сутки на Юпитере — 9.9 часов, и Сатурне — 10.5 часов. Почему упоминаются эти два гиганта? Потому что, только они, будучи телами самыми массивными и достаточно удалёнными, сохранили продолжительность суток исходную. Прочие же планеты постепенно расходовали энергию вращения, переводя её в тепловую в процессе приливных взаимодействий друг с другом, с Солнцем, и со спутниками.

...То есть, скорость вращения Юпитера интересна тем, что даёт представление о продолжительности суток на других планетах 4.5 миллиарда лет назад. Расчётные величины для Земли составляют 7.5-8 часов, Меркурия и Венеры 6-7 часов, а Марса 8.5 часов. Но затем Меркурий был остановлен Солнцем, Венера — Солнцем и утраченным позже массивным спутником, а Марс — «приторможен» до современных значений — оборот за 26 часов — Юпитером. Интереснее же всего по понятным причинам, конечно, Земля.

Историю изменения продолжительности суток на нашей планете можно разделить на четыре этапа. Первый соответствует катархейскому эону — 4.6-4 миллиарда лет назад — эпохе завершения формирования Земли. В этот период продолжительность суток росла быстро — с 8 до 11 часов, из-за немыслимо сильных приливных воздействий Луны, сформировавшейся на высоте 17 тысяч километров — видимая площадь диска была в 1000 раз выше. Да ещё и не успевшей синхронизировать вращение с планетой, как положено спутникам. Если бы в то время на Земле были бы океаны, приливные волны имели бы высоту 1000 метров… Но и без океанов получалось неплохо. Волна высотой десятки метров прокатывалась по тонкой коре планеты.


К концу катархея Луна удалилась на 150 тысяч километров и с тех пор увеличение радиуса её орбиты замедлилось. И это тоже — вывод сделанный на основании моделирования. Поведение спутников на орбитах планет предсказуемо, ибо подчиняется неумолимым законам небесной механики. Помимо Земли, на Луну воздействует Солнце, Венера и Юпитер. Именно они попытались спутник Земли утащить (а спутник Венеры, напротив, столкнули на планету). Но, — сразу нужно отметить, — попытки эти хоть и продолжаются по сей день, обречены на провал. На дистанции в миллион километров достаточно массивная и удачно расположенная Земля является безусловной гравитационной доминантой, и угнать что-либо из этой области другие тела системы не могут даже объединёнными силами.

...Тем не менее, в начале архея рост продолжительности суток, до этого замедлявшийся по мере отдаления Луны, снова ускорился, вследствие появления на планете заметного количества воды и отделения коры от недр слоем жидкой мантии. С этого момента начала развиваться ситуация, наблюдаемая сейчас: замедление вращения планеты стало послойным, и ядро поворачивается чуть быстрее коры. В первый же момент эффект «расцепления» был очень велик. За 200 миллионов лет (с 4 до 3.8 миллиардов лет назад) продолжительность суток — для коры — увеличилась до 14.5 часов.

Третий этап можно назвать плавным. В период между 3.8 и 0.6 миллиардов лет назад энергия продолжала рассеиваться, но Луна удалялась — со 150 тысяч километров до современной дистанции в 400 тысяч километров. Так что, сутки росли всё медленнее, увеличившись, в итоге, до 20 часов. И это уже — эмпирическая величина. Соответствующая, впрочем, предсказаниям моделей. Начиная с 2.2 миллиарда лет назад появляются способы непосредственно измерять количество дней в году по «суточным кольцам» на окаменелостях быстрорастущих организмов.

Последний этап изменения продолжительности суток примерно соответствует фанерозойскому эону. С одной стороны, «борьба за Луну» в это время вошла в завершающую фазу, характеризующуюся ускорениями и замедлениями роста радиуса её орбиты. С другой же, приливное рассеяние энергии вращения сократилось в такой степени, что площадь океанов, меняющаяся в зависимости от площади ледников и уровня океана, стала вносить весомый вклад в результат. Как следствие, современный этап замедления вращения планеты характеризуется непостоянством скорости роста продолжительности суток.

...Добавить к вышеописанной к картине, однако, стоит ответ на вопрос, который непременно возникнет. Как легко видеть, речь шла лишь о приливном механизме рассеяния энергии вращения. Возможен ли механизм катастрофический, при котором наклон оси вращения планеты и продолжительность суток на ней меняется в результате столкновения с другим телом?

Он был возможен. В промежуток между 4.6 и 4.5 миллиардами лет назад, — на завершающем, катастрофическом этапе формирования планет, — в хаосе столкновений планетоидов. А «платеноид» — не мелочь какая-нибудь. Предположительно, тело, удачным попаданием положившее Уран на бок, было размером с Землю. В поясе Протоземли в то время носились тела подобные Марсу, Юпитер же глотал ледяные гиганты, не меньшие, чем Уран и Нептун. Тогда всё могло быть.

Потом — нет. Не могло и известно, что не было. Катастрофические (в планетарном масштабе) импакты окончательно прекратились 4.4 миллиарда лет назад, а ещё через 200 миллионов лет на планеты выпали последние из крупных обломков. Если бы что-то подобное происходило в системе позже, на коре «консервативных» тел, таких как Луна, остались бы более свежие гигантские шрамы. Всех тел системы. Осколков целого планетоида хватило бы.

В контексте катастрофического сценария важно понимать, что во вращении планеты запасена грандиозная энергия. И сколько-то значимое (не значимое, на доли секунды, может вызвать крупный астероид, но учесть такие пустяки нереально) изменение продолжительности суток, а подавно и измеримое изменение наклона оси, предполагает событие связанное с полным разрушением и «пересборкой» планеты. Собраться она из тучи пара и кольца обломков, действительно, может уже тело с другим наклоном оси, скоростью и направлением вращения. Но для подобного планету придётся полностью уничтожить. При столкновении Протоземли и Тейи, например, как считается, в пар и плазму перешло не менее 40% суммарной массы тел. Потому этап и именуется катастрофическим.

Но накренить или замедлить планету импактом, так чтобы она осталась относительно цела, — не получится.Источник: "Цитадель адеквата"