Jak by vypadala Země bez Měsíce?

Co by se stalo, kdyby Země neměla vesmírného souputníka? Změnilo by to život na naší planetě? (délka blogu 5 min.)

Měsíc, který obíhá planetu Zemi, rozhodně není pro tak malou kamennou planetu samozřejmostí. Naopak - většina podobných planetárních kolegyň nejspíš takového průvodce nemá. Za to, že se Země může pyšnit vesmírným souputníkem, vděčí dávné srážce s protoplanetou Theiou. 

Jak by vypadala situace v případě, že by Theia naši Zemi v daleké minulosti minula? Jak by dnes vypadaly životní podmínky na naší planetě? 

Proč je náš  Měsíc takovou zvláštností? 

Měsíce, obíhající planety, vznikají různým způsobem. V naší vlastní hvězdné soustavě jich není zrovna málo - a tak máme možnost je sledovat, zkoumat - a rozdělit je na několik kategorií.

“Vlastní” měsíce:

Měsíce se mohou u planet formovat díky planetární gravitaci, kterou si mohou udržet hmotu na své oběžné dráze. U velkých planet (Jupiter, Saturn, Uran, Neptun) mohou takovým způsobem vznikat i značně velké měsíce, srovnatelné svou velikostí s naším vlastním Měsícem. 

“Nevlastní” měsíce:

Menší planety pak samozřejmě mohou ve svém gravitačním poli zachytit jen menší množství hmoty, takže i jejich měsíce jsou malé. Na zformování kompletního velkého tělesa takové množství hmoty nestačí. Jejich měsíce - to jsou typicky větší nebo menší asteroidy, které připutovaly ze vzdálených částí soustavy.

Příkladem jsou měsíce (poměrně malé planety) Marsu. Vypadají spíše jako středně velké asteroidy, které Mars zachytil při jejich cestě vesmírem. Phobos má v průměru jen asi 20 km a Deimos dokonce jen asi 15 km. Oba se tedy podobají spíše pověstnému asteroidu, který způsobil vyhynutí dinosaurů, než našemu Měsíci. 

Sekundární měsíce:

Náš Měsíc nespadá ani do jedné ze zmiňovaných kategorií. K jeho vzniku přispěla dávná kolize s protoplanetou Theiou, po níž se prý část hmoty obou těles dostala na oběžnou dráhu a pak se tam zformovala do podoby Měsíce. 

Co vlastně dělá měsíc měsícem?

Kupodivu to není jeho velikost. K měsícům se řadí objekty, které obíhají kolem své mateřské planety, ať už to jsou jen výše zmíněné malé zachycené objekty nebo skutečně velká a vlivem gravitace zakulacená tělesa. Mimochodem - tvar koule získávají slepence hmoty tehdy, když jsou větší než zhruba 100 km. U menších exemplářů není jejich vlastní gravitace dostatečně silná na to, aby se postarala kulovitý tvar. 

Ve Slunečním systému se dnes registruje 19 objektů, které mají status měsíce a zároveň mají tvar koule. Náš vlastní Měsíc je pátý největší (jeho průměr je 3476 km). 

Země má přitom jen asi 3,7x větší průměr než on. To samo už naznačuje, že se rozhodně nemohl vytvořit ani záchytem (jako měsíce Marsu) ani se zformovat díky velikosti naší planety z původní směsi plynu a prachu, ze kterého se formovala Sluneční soustava (tak jako tomu je u měsíců velkých planet). 

Počítačové simulace dokonce naznačují, že ani kolize s protoplanetou (k jaké došlo v případě mladé Země a Theiy) nemusí  nutně vést ke vzniku měsíce, podobnému tomu našemu. Podle simulací podobných planetárních systémů se vytvoří při dvanácti pokusech statisticky jen jednou. Naše planeta se tedy nachází ve velice privilegované situaci. 

Dnes má Země poměrně rozměrné kovové jádro (na které se, jak se zdá, složily obě protoplanety) a souputníka, který fixuje její rotační osu - skloněnou k rovině ekliptiky Sluneční soustavy o přibližně 23,5 stupně. Tento sklon se zasloužil o existenci různých ročních období. Zároveň se gravitace Měsíce stará o příliv a odliv oceánů. 

Jak by vypadal život na Zemi bez Měsíce? 

Nebo jinými slovy: představme si planetu, která má stejné parametry jako Země, ale nachází se v jiné hvězdné soustavě. Bude to planeta, která neměla to štěstí nebo smůlu - a v dávné minulosti ji “její” Theia minula a působením gravitačních sil navždy opustila svou rodnou soustavu. 

Délka dne

Na první pohled bychom si nejspíš všimli jiné délky dne. Na takové planetě bude den o polovinu kratší. Měsíc totiž svou gravitací vyvolává přílivové a odlivové jevy, které působí jako lehká ale vytrvalá brzda rotace. Na Zemi se tím jen prodloužil den, zatímco samotný Měsíc (který je daleko méně hmotný) se už zafixovat ve vázané rotaci, když se k Zemi otáčí stále stejnou stranou. 

Pro život na planetě bez měsíce našeho typu nebude kratší den problémem. Živé organismy (tak jak je známe ze Země) se délce dne umí přizpůsobit. 

Horší následky by měly kratší dny - na klima a počasí. Rychlejší rotace planety znamená také rychlejší rotaci atmosféry a tím i větší podíl kinetické energie, kterou v sobě skrývá. Energetičtější atmosféra by mohla způsobovat intenzivnější a častější změny počasí. 

Příliv a odliv

Další dobře viditelnou odlišností by byl jistě příliv a odliv. Měsíc se svou gravitací a relativní blízkostí stará o poměrně výrazné přílivové a odlivové jevy na planetě. Nejen voda v oceánech, ale dokonce také pevnina stoupá a klesá podle okamžité konstelace mezi Zemí, Sluncem a Měsícem. U zemské kůry činí výškový rozdíl až 35 cm. 

Kromě toho se efektu přílivu a odlivu nevyhne ani atmosféra. 

Pokud se vám zdá, že noci s úplňkem jsou méně často deštivé, pak máte dobrý odhad. Opravdu tomu tak je. Úplněk znamená také průměrné navýšení tlaku vzduchu a tím snížení pravděpodobnosti, že bude pršet. 

Přesto bude na planetě bez Měsíce příliv a odliv existovat. V nepřítomnosti Měsíce se o něj postará tamní Slunce (tedy příslušná mateřská hvězda planety). V našem případě (v konstelaci Slunce a Země) by tyto jevy byly ale jen zhruba třetinové. 

V praxi to pak znamená, že slabší přílivové a odlivové jevy mohou také méně pomáhat v rozptylování energie po planetě. Příliv a odliv totiž pomáhají přenášet teplejší vodu od rovníku směrem k pólům. Není to sice hlavní efekt (tím jsou proudy mořské vody, které jsou poháněny různou teplotou a slaností vody), ale následky by byly jistě znatelné. Na planetě by se vytvořilo jiné klima. Rozdíly teplot mezi rovníkem a póly by byly větší a proto by byly silnější i větry a počasí by vykazovalo celkově extrémnější jevy. 

Planetární osa

Daleko dlouhodobější (ale také důležité) změny by se týkaly sklonu planetární osy. V tomto případě může naší pomyslné úvaze sloužit jako příklad Mars. Jeho osa je schopna se v geologicky krátké době (kolem 50 000 000 roků) měnit až o 60 °. U naší vlastní planety je to zhruba 1,5 °. 

Že takové změny vyvolají intenzivní periodické změny místního klimatu, je jen logické. 

Jak by se takové změny projevily na kvalitě života na planetě - se dá jen spekulovat.

Pravděpodobně by se jim živé organismy přizpůsobily. Mohly by migrovat - a je také možné, že by to byl právě tento evoluční tlak, který by způsobil, že by se dále vyvíjely a zdokonalovaly rychleji než bez něj. 

Civilizace, žijící na takové planetě, by mohla možná dokonce usoudit, že právě nutnost migrace za lepšími životními podmínkami - je povinnou součástí úspěšné evoluce. 

Magnetické pole

Je to možná udivující. Pozemské magnetické pole je přece vytvořeno jejím kovovým tekutým jádrem. Jaký vliv tu může mít Měsíc? Nejde tu ovšem o naše vlastní pole - ale o měsíční.

Vědci zjistili, že i náš Měsíc měl v minulosti dobře vyvinuté magnetické pole. To mohlo zkolabovat až v období před 3,5 miliardami roků. 

V dávné minulosti, kdy byl Měsíc daleko blíže k Zemi, se tedy spojilo jeho i naše magnetické pole a ochránilo tak mladou Zemi a hlavně její atmosféru před intenzivním slunečním větrem tehdy ještě poměrně mladého a “nevychovaného” Slunce. Ten ji totiž mohl doslova "odvát". 

Je to jen spekulace - ale právě tato dvojitá ochrana mohla mít významnou roli při vzniku života na naší planetě. Stejně jako příliv a odliv, který se postaral o koncentraci různých chemických látek v malých tůňkách na pobřeží oceánů…