چه می‌شد اگر روزی زمین از حرکت می‌ایستاد، یا به جای یکی، دو ماه می‌داشت؟
دانش > دانش‌های بنیادی - اگر زمین دو ماه می‌داشت، حیات روی زمین شکل نمی‌گرفت. اما اگر روزی زمین از حرکت بایستد، زمین به دو اقیانوس در نیم‌کره شمالی و جنوبی و یک خشکی سراسری در حوالی منطقه حاره‌ای امروز تبدیل می‌شد.
مجید جویا: در داستان «مردی که معجزه می‌کرد» اثر اچ.جی.ولز، شخصیتی به نام فوترینگی درمی‌یابد که دارای نیروهای ماوراءالطبیعه است. فوترینگی که توسط کشیش محلی اغوا شده، تلاش می‌کند تا شبانه و به کمک معجزه، اوضاع دهکده خود را بهبود ببخشد، ساختمان‌ها را تعمیر و معتادان به الکل را درمان کند. تنها یک راه برای به دست اوردن زمان بیشتر برای انجام تمام این کارها پیش از طلوع خورشید وجود دارد: کافی است به زمین دستور دهد تا از حرکت باز ایستد.
زمانی که فوترینگی این دستور را صادر می‌کند، آخرالزمان فرا می‌رسد. ولز می‌نویسد: «هنگامی که آقای فوترینگی دستور توقف چرخش کره زمین را صادر کرد، هیچ جنبنده‌ای را به حال خود رها نکرد. تمام انسان‌ها، تمام موجودات زنده، تمام خانه‌ها و تمام درختان؛ تمام دنیایی که ما می‌شناسیم، نابود شدند».
ولز دوست داشت که نقش خدایی را در سیارات داستانش بازی کند، ولی چنین فانتزی‌هایی به کاری بیش از سرگرمی می‌آیند. به گفته نیل کامینز، ستاره‌شناس دانشگاه مین اوهایو؛ سناریوهای نامحتملی از این دست، ارزش بررسی را دارند چرا که به کمک آنها می‌توانیم درکی از دنیای واقعی داشته باشیم.
به گزارش نیوساینتیست، وی در کتاب جدیدش به نام «چه می‌شد اگر زمین دو ماه داشت؟»، شرایطی تخیلی را برای زمین در نظر گرفته تا دریابد که در آن صورت دنیای ما چگونه می‌بود. او می‌گوید: «فکر کردن به این که چه چیزی ممکن بود اتفاق بیفتد، چشم انداز بهتری از شرایط واقعی به ما می‌دهد».
چه سناریوهای عجیبی برای زیرورو شدن دنیای ما وجود دارند، و دنیای پیامد این تغییرات، گونه خواهد بود؟
برای شروع بیایید به سراغ ماه برویم. ماه تاثیر بزرگی بر سیاره ما دارد، به ویژه در رخدادهای عظیمی که منجر به شکل‌گیری آن شدند. عموم دانشمندان بر این باورند که یک جسم هم اندازه مریخ، که عموما تیا نامیده می‌شود؛ در حدود 4.5 میلیارد سال پیش با زمین برخورد کرده، و حجم عظیمی از آوار را به مدار پرتاب کرد. این‌ها در نهایت به هم چسبیدند و ماه را تشکیل دادند که فاصله‌اش از زمین در آن زمان، یک دهم میزان کنونی بود و هم‌اندازه یک ماهواره مخابراتی متوسط. در آن زمان، زمین در هر هشت ساعت یک بار به دور مدار خود می‌چرخید، ولی از آن زمان تاکنون، فعل و انفعالات جاذبه‌ای بین زمین و ماه، و از آن جمله اثرات جزرومدی، سبب کند شدن چرخش زمین به دور خود و رسیدن به وضعیت فعلی 24 ساعت به ازای یک دور چرخش شده است.
آیا به این فکر کرده‌اید که چه می‌شد اگر ماه هیچ‌گاه به وجود نمی‌آمد؟ در ان صورت، تنها نیروی جزرومدی قابل توجه بر روی زمین از خورشید ناشی می‌شد که می‌توانست طول شبانه روز را از 8 به 12 ساعت افزایش دهد. ما وزن کمتری هم داشتیم، چرا که تقریبا ده درصد از جرم زمین، متعلق به بازمانده‌های تیا است که جذب این سیاره شده‌اند، در نتیجه نیروی گرانش بدون این برخورد، ده درصد کمتر می‌بود.
شکل یکتای حیات
شاید بدون ماه، زندگی به این سرعت بر روی زمین شکل نمی‌گرفت. ماه نوزاد، به حدی به زمین نزدیک بود که امواج ناشی از جزرومدی آن می‌توانست تا هزار برابر بلندتر از امروز باشد. احتمالا این امواج می‌توانستند تمام سطح قاره‌ها را بشویند و اقیانوس‌ها را با مواد معدنی غنی کنند و به پیدایش «سوپ نخستین» که حیات از آن به وجود آمد، کمک کنند. به باور کامینز، در نهایت بدون وجود ماه هم زندگی بر روی زمین شکل می‌گرفت، ولی در آن صورت جانوران نمی‌توانستند خود را با شرایط سخت قطبی سازگار کنند یا در نور ماه به شکار و مسیریابی بپردازند. مهم‌تر از آن، بدون جاذبه ماه برای پایداری چرخش زمین، در نهایت زمین هم مانند اورانوس از چرخش به دور خود باز می‌ایستاد. در طول یک سال، نور خورشید از یک قطب به قطب دیگر می‌رفت، و سپس بازمی‌گشت. کالینز می‌گوید: «در آن صورت هر موجود زنده‌ای می‌بایست برای بقا به مهاجرت رو بیاورد. زندگی باید به دنبال نور خورشید می‌دوید».
برخورد تیا، می‌توانست به ایجاد بیش از یک ماه منجر شود. اما آیا تفاوتی حاصل می‌شد؟ شاید نه. حتی اگر گرد و خاک حاصل از برخورد به خلق دو ماه منجر می‌شد، اثرات جاذبه‌ای در نهایت منجر به این می‌شد که آن دو با هم برخورد کنند، مدت‌ها پیش از این که در 600 میلیون سال پیش، حیات پیچیده بر روی زمین شکل گیرد.
تنها راه ممکن برای این که زمین ماه دیگری داشته باشد، این بود که به تازگی دو جرم در نزدیکی آن به هم برخورد کرده باشند. این برخورد می‌توانست یکی از آنها را در مداری پایدار به دور زمین قرار دهد، البته در صورتی که بخش اعظم انرژی جنبشی آن به جرم دیگر منتقل شده و به فضا رفته باشد. اگر این دو جرم نزدیک زمین می‌بودند، جاذبه بین این دو می‌توانست ویرانی به بار بیاورد و سبب فوران آتشفشان‌ها و ایجاد امواج جذرومدی بسیار عظیم شود. آسمان با گرد و غبار پوشیده می‌شد و قسمتی عمده از حیات از بین می‌رفت. ولی در نهایت، دوباره آرامش حکمفرما می‌شد؛ شاید در عرض چند سال بعد از دور شدن جرم برخورد کننده با ماه دوم.
فرض کنید که ماه2 هم‌اندازه ماه اصلی و مدار آن هم در همان صفحه و جهت مدار ماه1، ولی فاصله‌اش با زمین نصف ماه1 باشد. ساکنان نجات یافته زمین به ماه دومی که دوبرابر بزرگ‌تر و چهار برابر درخشان‌تر از ماه1 است و در هر ده روز یک بار به دور زمین خواهد چرخید، عادت خواهند کرد. هنگامی که هر دو ماه کامل باشند، خواندن یک کتاب در نیمه شب کار ساده‌ای خواهد بود.
هنوز خبرهای خوب دیگری در راهند: ماه2 سرشار از گدازه خواهد بود. نیروهای جاذبه‌ای در حال تغییر ناشی از زمین و ماه1، سبب می‌شوند که داخل آن مذاب مانده و از دهانه‌های اتشفشانی سطح آن به بیرون بزنند. کامینز می‌گوید: «این منظره بسیار دیدنی خواهد بود. می‌توانید رودخانه‌های جاری گدازه‌ها را روی سطح آن ببینید». بعضی اوقات این گدازه‌ها چنان سریع پرتاب می‌شوند که از جاذبه ماه2 فرار کرده و به جو زمین می‌رسند، و شب‌های روشن را به باران درخشانی از شهاب‌سنگ تبدیل می‌کنند.
شاید سرنوشت نهایی دو ماه برخورد با هم باشد. در حالی که تعاملات جزرومدی، سبب شده که ماه اصلی هر سال 3.8 سانتی‌متر از زمین دور شود، ماه2 سریع‌تر دور خواهد شد، و در عرض 1.5 میلیارد سال، به ماه1 خواهد پیوست. برخورد مصیبت‌بار آن دو سبب بارش آوار بر روی زمین می‌شود و احتمالا یک کشتار عمومی دیگر به راه خواهد انداخت.
یکی دیگر از سناریوهای کامینز این است که ماه در جهت عکس حالت فعلی، به دور زمین بچرخد. با توجه به شرایط پیدایش ماه، این رخداد غیر ممکن است: اگر تیا اندازه حرکت کافی داشت تا ماه را در جهت عکس به مدار زمین پرتاب کند، قطعا زمین در اثر چنین برخورد پرتوانی نابود می‌شد.
در نتیجه ماهی که در جهت عکس بچرخد (که ما آن را هام می‌نامیم) تنها در صورتی وجود خواهد داشت که از برخورد دو جرم مجاور به وجود امده باشد. احتمال چنین رخدادی به باور کامینز خیلی کم است، ولی ناممکن نیست. فرض کنیم که هام جرمی معادل ماه داشته باشد و در مداری با همان فاصله از زمین و همان طول دوره چرخش قرار بگیرد. در این صورت دوره چرخش زمین به دور خود بیشتر می‌شود و به 12 ساعت می‌رسد.
نیروی جاذبه‌ای پیچیده بین این دو دنیا، رفته رفته منجر به این می‌شود که هام شروع به حرکت مارپیچی به دور زمین کند و چرخش مداری آن سریع‌تر و احتمالا بیضوی شود. همزمان، نرخ چرخش زمین نیز به تدریج کاهش می‌یابد تا به صفر برسد، و در نهایت شروع به چرخش در مدار مخالف می‌کند.
هنگامی که زمین از چرخش باز ایستد، طول روزها به اندازه یک سال می‌رسد و سبب گرمای بسیار شدید در قسمت روشن و سرمای وحشتناک در قسمت تاریک خواهد شد. ولی کند شدن در طول میلیاردها سال رخ خواهد داد و در نتیجه، جانوران زمان کافی برای تکامل الگوهای مهاجرتی به نقاط خوش آب‌و‌هواتر را خواهند داشت که احتمالا در مرز روز و شب خواهد بود و در آن خورشید در افق قرار دارد.
ولی چه می‌شد اگر زمین، خود ماه یک سیاره دیگر می‌بود، مانند پاندورا در فیلم اواتار؟ فرض کنید که زمین در مداری بالای استوای سیاره‌ای مانند نپتون قرار دارد و هر دوی این‌ها در مداری عمود بر صفحه منظومه شمسی می‌چرخند. برای این که این زمین گرم و زیست پذیر باشد، فاصله نپتون2 از خورشید باید هم اندازه مدار فعلی زمین ما باشد.
درخشش سیاره‌ای
در طول چند میلیارد سال، چرخش ماه زمین با مدار آن هماهنگ می‌شود و یک سمت آن همواره رو به نپتون2 خواهد داشت. اگر ماه زمین در مدار 300هزار کیلومتری به دور نپتون بچرخد، طول روز در آن تقریبا 100 ساعت خواهد بود. تصویر نپتون2 از زمین، چشم‌نواز خواهد بود، گوی درخشانی در آسمان که 18 برابر نمای ماه از روی زمین است.
اگر شما در مرکز ماه‌زمین و در سمت رو به نپتون2 زندگی کنید، سیاره درست بالای سر شما است و هنگام طلوع خورشید نیمی از آن روشن خواهد شد. پیش از خسوف هرروزه خورشید به مدت 2 ساعت در نزدیکی ظهر، تبدیل به هلال می‌شود و ستاره‌ها در آسمان پیدا می‌شوند. سپس تا نیمه شب بتدریج از یک حالت هلالی دیگر به «نپتون2 کامل» تبدیل می‌شود که 2800 بار درخشان‌تر از ماه کامل ما است، نیمه‌شب در این سوی زمین بسیار درخشان‌تر از نیم‌روز است. بدین ترتیب، عملا طول شبانه‌روز در دو سوی این ماه متفاوت است و ساعت درونی جانداران دو سوی زمین‌ماه با هم یکی نیست.
روز و شب‌های طولانی زمین‌ماه، نوسان دمای شبانه‌روز را به بیش از دوبرابر چیزی که ما روی زمین داریم افزایش خواهد داد. به علاوه، جاذبه نپتون2، آن را به مغناطیسی طبیعی برای سیارک‌ها و سنگ‌های اسمانی تبدیل خواهد کرد، و زمین‌ماه همواره در معرض برخوردهای فضایی خواهد بود.
حال به تغییر دیگری در شرایط روی زمین فکر کنید، ولی نه با تغییر ماه یا تبدیل زمین به ماه یک سیاره دیگر، بلکه با افزایش ضخامت پوسته زمین. میانگین پهنای پوسته زمین 40 کیلومتر است که در صفحات اقیانوسی به 7 کیلومتر هم می‌رسد. چه می‌شد اگر این میانگین به 100 کیلومتر می‌رسید؟ البته چنین چیزی در صورتی ممکن بود که زمین جوان و خشک می‌بود.
گمان بر این است که اکثر آب زمین از دنباله‌دارهای یخی و سیارک‌ها آمده باشد. این آب پوسته زمین و بخش بالایی جبه آن را تا حدی انعطاف‌پذیر می‌سازد که هنگامی که حباب‌های ماگما گرمای مرکز زمین را بالا می‌آورند، جا باز کنند.
اگر دنباله‌دارها خیلی دیرتر با زمین برخورد کرده بودند، پهنای پوسته خیلی بیشتر می‌شد. چون در طول زمان، حباب‌های ماگما زیر جبه سفت می‌شدند، و در عرض چند ده میلیون سال موجب می‌شدند که بخش‌هایی از پوسته زمین ذوب شود. هنگامی که این بخش‌های زمین یا بستر دریا ذوب می‌شدند، تنها در عرض چند صد سال تمام گرمای خود را از دست می‌دادند و دوباره منجمد می‌شدند.
این ذوب شدن‌ها سبب رها شدن ترکیبی از گازهای سمی و نابودی همه چیز در آن نزدیکی می‌شد. کامینز می‌گوید: «شاید ده‌ها هزار کیلومتر مربع غیر قابل زیست می‌شدند. ناهید چنین ذوب شدن‌هایی را به خود دیده است، و علت کم بودن تعداد آتشفشان‌های آن هم همین امر است». وی می‌افزاید که بر روی چنین زمینی، هر گونه موفقی باید بتواند احساس کند که چه زمانی زمین زیر پایش ذوب می‌شود، «وگرنه به طرز دردناکی محو خواهد شد».
در نهایت، به معجزه داستان اچ‌جی ولز بر می‌گردیم: چه می‌شد اگر ناگهان زمین از حرکت باز می‌ایستاد؟ قطعا همه چیز بر روی زمین، با سرعت 1667 کیلومتر بر ساعت (سرعت چرخشی در استوا) به حرکت خود ادامه می‌داد.
کامینز می‌گوید: «هر چیزی که خیلی محکم به زمین نچسبیده باشد، به موازات افق پرواز خواهد کرد». طبق محاسبات او، هر کسی در فضای آزاد، به 11 کیلومتر دورتر پرتاب خواهد شد و در هنگام سقوط هم سرعتی برابر با 1000 کیلومتر بر ساعت خواهد داشت. ساختمان‌ها از پایه کنده خواهند شد، و آب اقیانوس‌ها خشکی‌ها را غرق می‌کند. چنین فاجعه‌ای حیات را بر روی زمین نابود خواهد کرد.
البته اگر چنین امری در زمان طولانی‌تری مانند دو یا سه دهه رخ دهد، هزینه‌ها تا این حد سنگین نخواهند بود. اثر گریز از مرکز چرخش زمین سبب می‌شود که سطح آب اقیانوس در استوا 8 کیلومتر بالاتر باشد. اگر زمین از حرکت باز ایستد، اقیانوس‌ها به سوی قطبین عقب خواهند نشست، جایی که جاذبه سطحی به دلیل نزدیکی به مرکز زمین، اندکی بیشتر است.
ویتولد فراچک از موسسه تحقیقات سیستم‌های زیست محیطی در ردلندز کالیفرنیا، این حالت را شبیه‌سازی کرده و نشان می‌دهد که وقتی زمین نیمی از اندازه حرکت خود را از دست بدهد، اقیانوس‌ها به دو نیمه شمالی و جنوبی تقسیم خواهند شد، و خط ساحلی هم در مدار 30 درجه شمال و جنوب خواهد بود. در میانه، یک قاره بزرگ قرار خواهد داشت که بلندای کوهستان‌های آن تا 10 کیلومتر از سطح دریا خواهد رسید، اقیانوس شمالی نیز بخش اعظم کانادا، اروپا و روسیه را غرق خواهد کرد.
http://khabaronline.ir/images/2011/2/earth-small.jpg
این که آیا انسان‌ها در چنین دنیایی زنده بمانند مشخص نیست. بخش اعظم زمین‌های کشاورزی از دست خواهند رفت، و اتمسفر در استوا برای زندگی انسان، بیش از حد نازک خواهد بود. به گفته فراچک، انسان‌ها به دو دسته تقسیم خواهند شد. دسته‌ای در ساحل اقیانوس شمالی و دسته دیگر در ساحل اقیانوس جنوبی زندگی خواهند کرد و خشکی پهناور بین این دو، آنها را از هم جدا می‌کند.
روزهای داغ و شب‌های سرد را نیز به این شرایط بیافزایید، که هر یک شش ماه به طول خواهند انجامید، خورشید در اول بهار طلوع خواهد کرد و در ابتدای پاییز غروب. احتمالا مردم در مناطق شفقی زندگی خواهند کرد، و مهاجرت می‌کنند تا همگام با جابجایی تدریجی نور در سیاره بمانند.
هرچند احتمال این که زمین در عرض یک یا دو دهه، از چرخش باز ایستد وجود ندارد، اما واقعیت این است که سرعت چرخش آن در حال کاهش است. میلیاردها سال بعد از این، بالاخره روزی خواهد رسید که به اندازه یک سال به طول بینجامد.
