Цифровой журнал «Компьютерра» 2012 № 22 (122) - [9]

Уже давно высказано предположение, что за стабильность земного вращения (и, соответственно, климата) мы должны благодарить Луну. Прецессия земной оси, вызываемая притяжением Луны, имеет период около 26 тыс. лет — это значительно меньше, чем периоды вариаций орбитальных параметров. Поэтому попадание в спин-орбитальный резонанс и связанные с ним хаотические колебания угла наклона Земле сейчас не грозят.

Вероятно, одним из первых эту идею в 1982 году высказал Уильям Вард, но большую известность приобрели расчёты Ласкара и Робутеля, опубликованные в 1993 году. Они промоделировали эволюция вращения планеты, которую от Земли отличало только отсутствие спутника. Выяснилось, что период прецессии оси вращения безлунной Земли удлиняется до 80 с лишним тысяч лет. Это приближает её к «зоне хаоса» и создаёт, как и в случае Марса, условия для очень сильных колебаний угла между экватором и орбитой.

После этой публикации Луна вошла в общественное мнение в качестве гаранта долговременного процветания жизни на Земле. Как следствие, возникло представление о том, что и на всех прочих планетах Вселенной необходимым условием развития биосферы является наличие крупного спутника. При этом ни у одной планеты земной группы, за исключением Земли, крупного спутника нет. Следовательно, вероятность возникновения системы типа «Земля+Луна» не слишком велика, что, как кажется, заставляет существенно понизить и вероятность возникновения жизни во Вселенной, по крайней мере сложных форм жизни.

Это заключение было в некоторой степени поколеблено Джеком Лисо и его коллегами, которые в 2011 году представили результаты более точных расчётов эволюции безлунной Земли (статья вышла из печати уже в этом году). Прямое интегрирование (а не усреднённое, как у Ласкара и Робутеля) показало, что даже при отсутствии Луны пространственные колебания земной оси оказываются не такими значительными. Понятно, что эти расчёты, как любые долговременные расчёты эволюции Солнечной системы, имеют только статистический смысл и не предсказывают реального развития событий. Однако с их помощью всё-таки можно сделать некоторые выводы.

Эволюция безлунной Земли в работе Лисо и других сильно зависит от того, с какого значения угла наклона начинается расчёт. Если бы безлунная Земля всегда вращалась с периодом 24 часа и имела начальный наклон, близкий к теперешнему, её ось действительно испытывала бы достаточно сильные колебания, хотя они с большой вероятностью не были бы настолько сильны, как предсказывал Ласкар. Конечно, плюс-минус десять градусов тоже не сахар, но это не беспорядочные кувыркания Марса. Глядишь, как-нибудь приспособились бы.

Но и это ещё не всё. Важно то, что Земля, у которой никогда не было Луны, это не то же самое, что Земля, у которой Луну вдруг убрали. Наш спутник замедляет вращение Земли, и потому Земля без Луны вращалась бы гораздо быстрее, имея при этом более сплюснутую (от быстрого вращения) форму. Это сделало бы её ещё более устойчивой к колебаниям. Расчёты Лисо сотоварищи показывают, что безлунная Земля с десятичасовым периодом и начальным углом между экватором и орбитой порядка 30° испытывает колебания этого угла порядка нескольких градусов. Если же раскрутить Землю так, чтобы она совершала оборот за 2-4 часа, колебания вообще практически пропадают. Правда, возникает вопрос, захотели ли бы мы вообще жить на планете с такими короткими сутками.

Так что получается, что роль Луны как необходимого ингредиента обитаемой планеты как минимум преувеличена. Но и это ещё не всё! Как бы комфортно мы ни чувствовали себя сейчас, следует помнить, что так будет не всегда, и именно Луна может в будущем сыграть роль дестабилизирующего фактора!

Она ведь не просто замедлила вращение Земли, она продолжает делать это и сейчас, попутно удаляясь от нас. В результате прецессия земной оси будет постепенно замедляться, и на временах порядка миллиардов лет Земля сможет попасть в резонанс с колебаниями орбитальных параметров — со всеми вытекающими отсюда хаотическими последствиями. Причём это произойдёт не несмотря на наличие Луны, а именно благодаря её наличию. Так что даже если крупный спутник необходим для развития сложных форм жизни, он может оказаться нежелательным фактором для долговременного существования этой жизни.

Конечно, и здесь не нужно забывать о методической неопределённости этих расчётов и о большом количестве входящих в них плохо известных факторов — эволюция системы Земля-Луна зависит от внутреннего строения Земли, от взаимодействия планеты с атмосферой и гидросферой, от будущей конфигурации орбит других планет… Одно сочетание этих параметров может предсказать попадание в зону хаоса чуть ли не в пределах миллиарда лет, другое сочетание отодвигает его на времена, большие оставшегося времени жизни Солнца… В общем, то ли дождик, то ли снег, то ли будет, то ли нет.

Но в контексте 2012 года важно другое: ни одна из имеющихся моделей эволюции вращения Земли не предсказывает возможности быстрых изменений. Так, как оно есть сейчас, будет не всегда. Но и скоро тоже не закончится.