Hva hvis – månen ble borte?

I dag har jeg igjen liveblogget litt fra TV-program – denne gang om månen. Dette innlegget kan sees i sammenheng med tidligere Hva hvis-innlegg (hva hvis jorda sluttet å rotere, hva hvis tiden var den samme overalt og sviktet av solen), og jeg bruker disse for å lage refleksjonsoppgaver rundt temaene.

Månen har vært overvåket i førti år og vi vet den fjerner seg fra oss. Astronauter på Apollo-ekspedisjonen la igjen tre bokser der som kan reflektere stråler. I dag bruker man laseravstandsmåleren ved Apache Point Observatoriet for å måle avstanden til månen. Man kan måle med stor nøyaktighet, men det er vanskelig å måle hvor raskt månen fjerner seg og i hvilken hastighet. Avstand tur/retur månen er 80.000 mil og det tar en laserstråle 2,5 sekunder å nå dit og tilbake. Lyset i laseren er mettet med fotoner for at det skal sprette tilbake, det er grønt. Det er som å kaste sand på en trampoline og håpe at noen spretter tilbake. Målingene viser at månen beveger seg bort fra jorda med omtrent 3,8 cm  pr år – med tiden blir det mye.

Månens tyngdekraft påvirker jorda, hva som skjer her. Vår måne har stor masse i forhold til sin moderplanet sammenlignet med andre måner i vårt solsystem. Den hjelper til med å stabilisere jorda. Tyngdekraften er nøkkelen., kraften som drar gjenstander mot hverandre. I rommet fungerer det som to baller som ruller mot hverandre. Jo  nærmere og større jo større kraft.

Månen sørger for at jorda holder seg til sin akse. Vi har en stabil akse på omtrent 23,5 grader. Den sørger for å fordele sollyset over hele jorda. Det holder temperaturen innenfor en relativ smal skala – perfekt for liv. Vi trenger stabiliteten for at liv skal oppstå, utvikles og overleve. Den stabile aksen gir oss årstider.

Det er månen som gjør at solen står opp i øst og går ned i vest. Om jorda ikke hadde denne stabile aksen ville sola gå opp og ned på ulike steder og tider, og uten månen ville vi ikke hatt stabile årstider. Tar vi bort månen vil ikke blomstene blomstre, biene pollinere blomstene, frøene vil ikke falle fra trærne om høsten for å gro. Tross månens stabilitet krenger jorda med 1,5 grader. Det skyldes tyngdekraften som større planeter lenger ute har på jorda. Når månen flytter seg lenger unna vil krengningen bli større og få større konsekvenser. For omtrent 100 000 år siden endret vinkelen så mye at skogene i Sahara ble til ørken og tvang trolig de første menneskene der til å flytte. Lenger nord kom en forandring som varte i tusenvis av år, istiden. Tenk hvor mye verre det ville vært uten månen – klima uforutsigbart, temperaturer ville variere kraftig, jorda ville vært annerledes.

Tyngdekraften påvirker tidevannet. Det er grunnen til at vi har flo og fjære to ganger om dagen. Tidevannet som buler mot månen skyldes tyngdekraft, på andre siden skyldes det at vann henger etter – det er lengst unna månen så tyngdekraften er mindre. Men ikke bare vann er utsatt for disse kreftene. Hele kontinenter endres – de buler også. Høydeforskjellen er bare 30 cm, men hele kontinentet buler.

Under en formørkelse er floen på sitt høyeste fordi både sola og månen påvirker oss. Når månen forsvinner får vi ingen flere formørkelser.Uten månens tyngdekraft ville vannet som buler ved ekvator renne mot polene og havnivå vil stige i byer som f.eks New York og Rio de Janeiro. Oversvømmelser vil gjøre begge byene ubeboelige.

Disse scenarioene er ikke science fiction – månen fjerner seg faktisk fra jorda. Når den ikke lenger beskytter oss er vi dødsdømte.

For å forstå hvor månen er på vei må vi forstå hvor den har vært og hvordan den oppstod. Jorda og månen har ikke alltid eksistert. Månens fødsel var en enorm hendelse for 4,5 milliarder år siden. Vår planet er glødende, og et enormt himmellegeme kolliderte med den tidligere jorda. Den traff med en ideell 45 graders vinkel. Hadde den truffet rett på kunne jorda blitt ødelagt. Et mindre smell hadde gitt for lite materiale for månen vi har i dag. Steinmaterie ble slynget ut og kretset rundt jorda. De tyngre metallene, som jern, sank inn i jorda. Metallet smeltet sammen og dannet jordas kjerne. Ikke alle steinpartiklene falt tilbake, den klumpet seg sammen og skapte månen. Månen ble født av den tidlige jorda. Det tok bare en måned.

Månen er ikke bare jordas barn, den er også dens beskytter. Partiklene som ble til overs smeltet sammen med jernet som allerede fantes i jordas indre. Jordas metallkjerne skaper et magnetisk felt som strekker seg ut i rommet og holder jordas atmosfære på plass. Uten månen ville vi ikke hatt luft eller vann. Uten månen hadde vi nok ikke stått her i dag, det hadde ikke eksistert liv på jorda. Vi hadde sett ut som Mars – livløs og uten atmosfære og overflatevann.   Kanskje Mars hadde det en gang i tiden, men Mars har aldri hatt en måne som har kunnet stabilisere den.

Månen beskytter oss også mot meteoritter og asteroider. Månen har mange arr etter kollisjoner. Uten månen ville trolig flere truffet jorda. Konsekvensene for livet på jorda ville vært skjebnesvangre, akkurat som meteoritten som utryddet dinosaurene. I dag er vi 6,7 milliarder mennesker og vi vokser. Om en asteroide på en kilometer i diameter treffer jorda kan den drepe så mange som 1 milliard mennesker.

Det letes etter ledetråder i fortiden. Det viser seg at jordas akse var 10 grader og den gikk fire ganger så fort rundt som i dag for en milliard år siden. Da månen dannes er den over tolv ganger nærmere jorda enn den er i dag. Da jorda roterte  raskere viste det seg at tidevannet skaper friksjon slik at jorda etter hvert roterte saktere. For tre milliarder år siden begynner kontinentene å dannes. Om en milliard år kan rotasjonen sørge for at våre døgn er 30 timer lange på grunn  av tidevannsfriksjonen. Geologiske funn viser at månen fjerner seg og det skjer raskere og raskere. I prekambrium omtrent 2 cm pr år – nå 3,5 cm i året. Da vi hadde et urkontinent var ikke friksjonen like stor, nå er kontinentene mer
spredd og friksjonen er større.

Månen har alltid samme side mot jorda, det skyldes at de er så sterkt knyttet at de danner et par. Tyngdekraften virker derfor begge veier. Fest en stein i et snøre og sving den rundt – slik er det med månen også.

For å se hvordan jorda ville vært uten månen kan vi studere Mars, 54 millioner km unna. På Mars er det mye som minner om jorda. De har mange likheter; de ble skapt omtrent samtidig og av lignende steinmateriale. Mars har ispoler som jorda. Man finner ikke rennende vann, men spor etter det i det som synes å være elveleier og konkresjoner (små klumper av materiale). Forskerne leter etter konkresjoner på jorda for å lære mer om Mars og kanskje om vår framtid.

Hvordan ser jorda ut uten rennende vann? En livløs planet – som på Mars vil det resterende fryse under overflaten. Mars var dynamisk en gang i tiden, slik jorda er i dag. Mars’ akse heller 25 grader og krenger også periodisk – men krengningene er mye større. For 100.000 år siden skapte krenging på 2 grader istid på jorda, den kom fordi de store planetene stod på linje og utøvde stor kraft på jorda. Mars krenger opptil 60 grader. Ingen av Mars’ måner store nok til å stabilisere planeten. De ble bare fanget av gravitasjonen når de passerte og kraften her er ikke like stor. Jorda og månen er stabile. Mars beveger seg mer tilfeldig rundt sin egen akse. Heng et gyroskop i et snøre i ro og det beveger seg omtrent som jorda. Vår måne reduserer Jupiters kraft på jorda, Mars er ikke like heldig og utsettes både fra Jupiter og andre planeter. På samme måte kan man ved å svinge snøret med gyroskopet se at svingningene til gyroskopet blir store. Variasjonene fikk Mars nordpol til å vende seg mot sola og tilbake igjen, aksen oppfører seg kaotisk mellom 0 og 60 grader. Om jorda ikke hadde hatt månen kunne den oppført seg som Mars. Om man endrer jordas akse forandres vinkelensolstrålene treffer jorda med og ville ødelagt dagens klima. Is smelter ved polene, havets utbuling fjerner seg fra ekvator – men til forskjell fra Mars ville vi nok beholdt vannet pga magnetosfæren. Det ville skapt enorme oversvømmelser fordi påvirkningen fra Jupiter ville gjort at vi tippet overende og mistet aksen på 23,5 grader.

Når månen forsvinner blir jordas rotasjon helt kaotisk, og man kan ikke spå hvilken vei jorda vil tippe. En enkel måte å vise kaotisk oppførsel på er å henge en pendel i en annen pedel. En pendel som henger i en annen vil gi den samme uberegnelige oppførselen.  Selv små utslag i den ene kan gi store i den andre. Om månen lå ti prosent lenger unna enn i dag ville en kaotisk jord utryddet nesten alt liv. Om 1,5 milliarder år er månen så langt unna at Jupiters tyngdekraft vil overta.

I verste fall tipper jorda 90 grader med en pol rettet mot sola. Polene vil da ligge rett mot sollyset og temperaturen øker der – ved ekvator det omvendte. Vi kan få isbreer på midten, og tar vi bort månen vil også vannet forflytte seg der. Sollyset kan gjøre Paris til ørken. Alt ville dekkes av tykke lag med sand. I Nord-Amerika ville tropiske stormer ødelegge østkysten og drepe millioner av mennesker. I sør ville Rio de Janeiro ha mørketid halve året. Uten sollys ville man få en vinter med uante følger. Plantene ville forsvinne og dyrene dø. Økosystemet som nærer avansert liv vil slutte å eksistere. Etter seks måneder vil det snu. USA dekkes av en isbre som smelter etter nye seks måneder.

Men det er ikke det siste kapitlet, undergangen ser litt annerledes ut. Lenge før månen faller ut av sin bane avgjøres vår framtid av sola. Om fem milliarder år vil den begynne å ese, og månen vil sprenges i småbiter og skape et meteorittregn over jorda. Sola vil fortsette å øke og til slutt svelge jorda og de andre planetene i solsystemet vårt.

Månen – vår vaktpost – den sørger for fortsatt liv på jorda – inntil da.