Wyobraź sobie duży glob, na którym doba trwa osiem godzin,

stale wieją huraganowe wiatry i dopiero zaczyna powstawać

prymitywne życie. Ta egzotyczna planeta to nie najnowsze

odkrycie poszukiwaczy planet pozasłonecznych, lecz inna wersja naszej Ziemi - takiej, której nigdy

nie towarzyszył Księżyc.

WERONIKA ŚLIWA

CZY SREBRNY GLOB to tylko nocna lampa, źró­dło natchnień poetów i podręczny kalendarz? Nasz niedoceniany satelita wpływa na Ziemię i jej mieszkańców znacznie bardziej, niż mogli­

byśmy się spodziewać. Osiemdziesięciokrotnie lżejsze od Ziemi ciało niebieskie łączą z nią nie tylko więzy grawitacji, ale również wspólne pochodzenie i ponad 4 mld lat wzajemnych oddziaływań.

Spoglądając na Księżyc, zwracamy uwagę przede wszystkim na jego fazę. Jeśli na niebie widać wąski, przypominający odwróconą literę C sierp, po kilku dniach zobaczymy półkole, a po około dwóch tygo­dniach - pełną, srebrną tarczę. Z czasem zamieni się ona w sierp przypominający C, aby zniknąć na czas no­wiu. Cały cykl trwa około 29,5 dnia. Zmieniające się fa­zy Księżyca już tysiące lat temu pozwoliły na powstanie pierwszych kalendarzy. Choć dziś ważniejszą podsta­wą obliczania czasu jest rok, związany z ruchem Zie­mi wokół Słońca, to właśnie wczesnym kalendarzom księżycowym zawdzięczamy pojęcie miesiąca.

Długość prawdziwego miesiąca księżycowego nie jest idealnie stała. Ze względu na spłaszczenie księ­życowej orbity, wynikającą z niego zmienną prędkość jego orbitalnego ruchu wokół Ziemi, a także oddziały­wanie ze strony Słońca, odstęp czasu między dwoma kolejnymi nowiami lub pełniami waha się od 29 dni 6 godzin i 32 minut do 29 dni i niemal 20 godzin. Mak­symalne odchylenie od terminu pełni, przewidziane­go na podstawie średniej wartości, sięga ±7 godzin. Czy jest o co kruszyć kopie?

Dziś ruch Księżyca wyznaczają programy kom­puterowe, wydawałoby się więc, że obserwacje je­go faz nie mają praktycznego znaczenia. Są jednak kraje, w których kalendarz księżycowy nadal obo­wiązuje. Zgodnie z Koranem, początek kolejnego miesiąca następuje wraz z pojawieniem się nowe­go Księżyca po nowiu. W krajach muzułmańskich wyznaczają go potwierdzone przez wiarygodnych świadków obserwacje pierwszego księżycowego sierpa. W części państw, np. w Pakistanie i Jorda­nii, regułę tę stosuje się bezpośrednio, rozpoczyna­jąc kolejny miesiąc wieczorem w dniu, w którym po zachodzie Słońca pierwszy raz widoczny jest sierp Księżyca. Jeśli 29 dnia miesiąca Srebrnego Globu nie widać, miesiąc przedłuża się do 30 dni i prowa­dzi dalsze obserwacje.

W wielu innych krajach muzułmańskich do te­go systemu wprowadzono nowoczesne poprawki. W Malezji i Indonezji miesiąc zaczyna się w dniu, w którym zgodnie z obliczeniami astronomicznymi Księżyc zachodzi po Słońcu, w Egipcie - gdy zacho­dzi po Słońcu co najmniej pięć minut. Sam cieniut­ki księżycowy sierp pojawia się na niebie nawet dwa dni później, ale do celów „cywilnych” taki kalendarz, pozwalający wyznaczyć przyszłe daty, jest znacznie wygodniejszy od kalendarza opartego na obserwa­cjach. Wciąż jednak do celów religijnych wielu mu­zułmanów wykorzystuje kalendarz oparty na świa­dectwie godnych zaufania obserwatorów. Oznacza to, że w położonych bardziej na zachód krajach kolejne

Jak wykorzystać Księżyc do pozyskiwania energii? Najprostszą metodą jest budowa elektrowni pływowych. Czerpią one ener­

gię z wywołanego przypływami i odpływa­mi ruchu lub zmian poziomu wody morskiej.

W pierwszym przypadku wodę gromadzi się za zaporami w trakcie przypływu, aby później czer­

pać energię z jej wypuszczania do niższego już oceanu.

W drugim sto­suje się podwod­

ne turbiny, podobne do tych w elektrowniach wiatrowych. Energia pływowa jest praktycznie niewyczerpal- na (choć układ Ziemia-Księżyc stopniowo traci energię, jej ubytek w skali czasowej ludzkiej cywilizacji jest praktycznie nie­zauważalny). Elektrownie pływowe są też mniej szkodliwe dla środowiska od kon­wencjonalnych, ale poruszające się pod wodą turbiny mogą zagrażać rybom i in­nym morskim zwierzętom. Wadą genera­torów pływowych jest ich okresowa pra­ca w cyklu około 12,5-godzinnym, utrud­niająca dopasowanie do dobowego cyklu zapotrzebowania na energię elektryczną.Elektrownia pływowa jest za to praktycz­nie niezależna od warunków zewnętrz­nych - pływy pojawiają się codziennie i dają łatwą do przewidzenia ilość ener­gii. Elektrownie takie działają już m.in. w Norwegii, Francji, Chinach, Kanadzie,Wielkiej Brytanii i Rosji.

Księżyc. Odległy o 380 tys. km - 30

ziemskich średnic - służy nam ja­

ko nocna lampa i wskaźnik czasu. Jest także dawcą

energii, opiekunem życia i źródłem in­

spiracji dla wielu pokoleń poetów.

i dziś opinii to w czasie pełni rodzi się więcej dzieci, na wędrówki wyruszają lunatycy, a szpitale notują wyjątkowo dużo przyjęć osób po wypadkach. Choć nad wszystkimi tymi zjawiskami wielokrotnie pro­wadzono badania, nie wykazano między nimi a fa­zami Księżyca istotnych statystycznie związków. Brak ich również w przypadku miesiączki, którą sa­ma nazwa wiąże z naszym satelitą. Jej typowa dłu­gość, 28 dni, jest rzeczywiście zbliżona do miesiąca księżycowego. Czyżby Księżyc rządził więc w jakiś sposób naszą płodnością? Jeśli tak, musimy być wy­jątkiem w świecie zwierząt. Długość okresu u małp waha się od 30 dni u orangutanów do 37 dni u na­szych najbliższych kuzynów, szympansów. Musimy zatem przyjąć, że - jeśli pominąć romantyzm księ­życowych nocy - Srebrny Glob nie wpływa na nasz cykl rozrodczy.

Księżycowa huśtawkaW innych dziedzinach oddziaływanie Księżyca na Ziemię jest jednak olbrzymie. Nie wiąże się ono ze światłem naszego naturalnego satelity, lecz z gra­witacją.

Gdy wyjedziemy na wakacje do krajów położo­nych nad oceanem, zauważymy, że dwa razy na dobę - a dokładniej raz na 12 godzin i 24 minuty - poziom wody wznosi się i opada, zmieniając szerokość plaży. Morskie pływy są wywołane połączonym oddziały­waniem grawitacyjnym Księżyca i Słońca. Dominują­cą rolę odgrywa mniejszy, ale bliższy Ziemi Księżyc. Różnica siły przyciągania, którą działa on na zwró­cone ku sobie i najodleglejsze obszary naszej plane­ty, powoduje rozciągnięcie Ziemi w kształt piłki do rugby i powstanie na niej dwóch wypiętrzeń. Najwy­raźniej widać to w przypadku oceanów. Spiętrzona przez Księżyc fala porusza się wokół Ziemi i docie­rając do brzegów wywołuje przypływ. Wypiętrzenie na otwartej powierzchni oceanu nie jest zbyt duże

miesiące mogą się rozpoczynać o dzień wcześniej niż w krajach wschodnich, gdzie Księżyc można dostrzec kilka godzin później.

W świetle pełniAby docenić wpływ faz Księżyca na życie codzienne, nie trzeba wyruszać w dalekie podróże. Wystarczy się zastanowić, kiedy w przyszłym roku wypadną świę­ta wielkanocne. Reguła, która pozwala wyznaczyć ich termin, wiąże się właśnie z Księżycem: zgodnie z ma­jącą 2 tys. lat tradycją, Wielkanoc przypada w pierw­szą niedzielę po pierwszej wiosennej pełni Księżyca. Próby jej odpowiednio wczesnego i prawidłowego wyznaczenia (a więc wyznaczenia zarówno początku wiosny, jak i przypadającej po nim pełni) przyczyni­ły się w swoim czasie do reformy kalendarza i poważ­nego rozwoju astronomii. [Więcej na ten te­mat można przeczytać w numerze 04/2006 „Wiedzy i Życia”.]

Czy są jeszcze inne pożytki z księżycowych faz? W świecie zwierząt, zwłaszcza prowadzą­cych nocny tryb życia, z pewnością tak. Ich za­chowania często zależą od zmieniającego się na­tężenia księżycowego światła. Księżyc w pełni świeci ponad 400 tys. razy słabiej od Słońca, a w trakcie kwadr, gdy widoczna jest połowa je­go tarczy, jeszcze 10-krotnie słabiej. Niektóre ryby - np. lisogłów Siganus guttatus - wyru­szają na tarło przy określonej fazie Księżyca.Inne zwierzęta wykorzystują księżycową tar­czę do orientacji w terenie lub - tak jak małpy ponocnice i niektóre nietoperze - dopasowują swoje rytmy aktywności do zmieniającego się z nocy na noc oświetlenia: ograniczają swoją aktywność podczas pełni, aby uniknąć upolo­wania przez drapieżniki.

A ludzie? Od niepamiętnych czasów po­jawiają się teorie wiążące fazy Księżyca z na­szymi zachowaniami. Według popularnych

Czy kiedyś wróci­my na Księżyc? Od czasu, gdy ostatni

człowiek spacero­wał po jego po­

wierzchni, minęły już niemal 34 łata.

Księżyc kusi nie tylko jako obiekt badań, ale i sta­

cja przesiadkowa w drodze na Mar­sa, a także wyma­

rzone miejsce do obserwacji astro­

nomicznych. Zgod­nie z dzisiejszymi

planami NASA, najbliższa wypra­

wa załogowa może dotrzeć na Srebrny Glob w roku 2014.

Gdy nadchodzi nów i Księżyc „znika”,

niekiedy możemy przez parę minut

śledzić jego tarczę, przesuwającą się

przed Słońcem. Za­ćmienia Słońca wy­

stępują zwykle raz na półtora roku.

Pierwszy obszerny utwór literacki poświęcony w całości satelicie Zie­mi powstał przed końcem I wieku n.e. i nosił tytuł „0 obliczu widniejącym na

tarczy Księżyca". Grek Plutarch zebrał w nim różne poglądy na temat natu­

ry Srebrnego Globu, zarówno filozoficz­ne, jak i mityczne, a nawet fantastyczne.

Niektóre wizje były śmiałe i piękne: płomie­niste góry księżycowe, rozległe purpurowe

równiny, powierzchnie pokryte złotem i srebrem.I egzotyczni mieszkańcy. Przez następne 15 wieków

nikt w tej kwestii nie dorównał Plutarchowi rozmachem.Co więcej, zgodnie z obowiązującą w starożytności i średniowie­

czu doktryną o doskonałości ciał niebieskich, ludzkość traktowała Księżyc raczej jako ciało idealnie kuliste. Gdy na początku XIV wieku Dante podróżował przez niebiosa, Księżyc jawił mu się jako błyszczący, gęsty, mocny, gładki, czysty, jak jasny diament (tłum. A. Kuciak). Włoski poeta znał teorie uczonych islamu, według których plamy na tarczy Srebrnego Globu miały być wynikiem różnic w gęstości księżycowej mate­rii, ale ich nie uznawał.Wiara w doskonałość Księżyca odcisnęła swoje piętno także w sztuce: dawni mala­rze długo nie odważyli się pokazać w realistyczny sposób plam na srebrnej tarczy. Wydaje się, że pierwszy przełamał to światopoglądowe tabu niderlandzki artysta Jan van Eyck na obrazie Ukrzyżowanie (około 1420 roku; poniżej). Nieco później w szczegółowe badanie księżycowych światłocieni zagłębił się dociekliwy Leonar­do da Vinci. W jego notatniku z początku XVI wieku zachowały się rysunki wiernie oddają­ce wygląd tarczy Księżyca. Leonardo zapisał również: część Księżyca świecąca jest wodą, która odzwierciedla ciało słoneczne i odbija światło odeń otrzymane, [...] gdyby ta woda była bez fal, wyglądałby mały (tłum. L. Staff).Ostateczna zmiana wizerunku Srebrnego Globu dokonała się na początku XVII wieku.U Szekspira Księżyc jest jeszcze światłem na niebie, wywierającym tajemniczy wpływ na wariatów, kochanków i poetów, a księżyco­we plamy - człowiekiem na Księżycu, z któ­rego można stroić sobie żarty („Sen nocy letniej"). U drugiego wielkiego angielskie­go poety, Johna Miltona, Księżyc to już cia­ło, którego tarczę toskański astronom ogląda przez swe optyczne szkło [...], by nowe wypatrzyć lądy, rzeki, gór łańcuchy na owym globie cętkami pokrytym (tłum. M. Słomczyński). Dramaty Szekspi­ra oddziela od „Raju utraconego” Miltona lu­neta Galileusza, to­skańskiego astrono­ma. Para soczewek, która pozwoliła do­strzec góry na Księ­życu, dała Ziemia­nom nowy świat. Wi­zje Plutarcha mogły powrócić. Wykorzy­stał to Johannes Ke­pler, pisząc pierwszą nowożytną powieść science fiction o po­dróży na Księżyc - swój tajemniczy „Sen”, wydrukowany w 1634 roku w Ża­ganiu. W kolejce czekali już Daniel Defoe, Ed­gar Allan Poe, Juliusz Verne, Herbert George Wells i Jerzy Żuławski.

JAROSŁAW WŁODARCZYK

- jego wysokość wynosi około 54 cm. Typowa ampli­tuda podobnych, powodowanych przez odległe Słoń­ce zmian to 25 cm.

Wzajemne oddziaływanie pływów księżycowych i słonecznych zależy od fazy Księżyca. Gdy Słońce i Księżyc znajdują się w jednej linii z Ziemią, a więc w czasie księżycowej pełni (Ziemia jest wtedy pomię­dzy Księżycem i Słońcem) oraz w nowiu (Księżyc jest wtedy pomiędzy Ziemią i Słońcem), oba przypływy się nakładają, a ich łączna wysokość wynosi średnio około 79 cm. W trakcie kwadr, gdy linie łączące Księ­życ z Ziemią i Ziemię ze Słońcem tworzą kąt prosty, oddziaływania Słońca i Księżyca częściowo się zno­szą i pływy są niższe, niespełna 30-centymetrowe. Wszystkie te oszacowania dotyczą jednak tylko środ­ka oceanu. Gdy fala pływu dociera do płytkich wód przybrzeżnych, piętrzy się, osiągając zwykle znacz­nie większą wysokość, która zależy od warunków panujących w pobliżu brzegu. Różnica poziomu wo­dy w trakcie przypływu i oćłpływu może wówczas się­gać nawet 10 m. Rekordowe wahanie poziomu wody w słynącej z ekstremalnych przypływów zatoce Fun­dy wynosi aż 16 m.

Maksymalne przypływy pojawiają się zwykle u wy­brzeży dzień-dwa dni po nowiu lub pełni, gdy dotrze do nich spiętrzona na środku oceanu fala. Aby podzi­wiać to zjawisko, musimy jednak wybrać się w świat. Przypływy ubarwiające życie plażowiczów w Hiszpa­nii i Wielkiej Brytanii praktycznie nie dotykają Pol­ski, ponieważ Bałtyk jest morzem niemal zamknię­tym i nie dociera do niego wędrująca wokół Ziemi fala oceaniczna. Mimo to i my doświadczamy księży­cowych pływów. Nie wiążą się one jednak z ruchem światowej wody. Te same siły, które piętrzą oceany, podnoszą i opuszczają także skorupę Ziemi. Tak więc dwa razy na dobę podnosimy się ku Księżycowi, aby po sześciu godzinach maksymalnie się od niego od­dalić. Amplituda tych ruchów sięga 0,5 m. Choć nie mają one dla nas większego znaczenia, muszą je brać pod uwagę badacze korzystający z superdokładnych pomiarów GPS oraz fizycy planujący precyzyjne eks­perymenty wykorzystujące duże urządzenia pomia­rowe. Aby poprawnie interpretować wyniki pomia­rów ponaddwudziestokilometrowego pierścienia ak­celeratora CERN-u oraz czterokilometrowych ramion detektora fal grawitacyjnych LIGO, wpływ Księżyca trzeba uwzględnić w obliczeniach.

Pełnia trzęsieńNiewykluczone, że Srebrny Glob ma na nas również wpływ bardziej złowrogi. Trwają badania nad ewentu­alną korelacją między księżycowymi fazami a trzęsie­niami ziemi i wybuchami wulkanów. Choć dane nie są jednoznaczne, zgodnie z niektórymi analizami w trak­cie pełni lub nowiu - czyli w czasie sprzyjającym szcze­gólnie silnym pływom - obserwuje się nieco więcej te­go typu katastrof. Ewentualne wyjaśnienie tej zależ­ności wiąże się nie tyle z oddziaływaniem Księżyca na ziemskie wody czy skorupę, ile z jego wpływem na oce­an płynnej magmy we wnętrzu Ziemi. Efekt ten jest widoczny zwłaszcza w przypadku wyjątkowo dużych

Masa Księżyca wynosi zaledwie 1,2% masy Ziemi, a mimo to jest on piątym co do wielkości satelitą w Układzie Sło­necznym. W czasie pełni jest najjaśniejszym po Słońcu obiektem na naszym niebie, a jego grawitacja ma duży wpływ na naszą planetę. Księżyc jest jednak za mały, aby utrzymać znaczącą atmosferę, a aktywność geologiczna dawno na nim wygasła, przez co jest pozbawionym życia, pokrytym pyłem, martwym światem. Po jego powierzchni spacero- wało do tej pory 12 ludzi. Zebrano ponad 389 kg skał księżycowych, ale naukowcy wciąż nie są pewni, jak Księ­życ powstał.

KSIĘŻYC

ORBITA

Księżyc porusza się wokół Ziemi po orbicie eliptycznej, przez co odległość pomiędzy tymi dwoma cia­łami się zmienia. W najbliższym Ziemi punkcie swojej orbity (perygeum) Księżyc jest 10% bliżej, niż gdy jest w punkcie najbardziej od Ziemi odległym (apogeum). Obrót Księżyca wokół osi trwa 27,32 ziemskiej doby i tyle samo czasu zajmuje mu obiegnięcie Ziemi po orbicie. Nazywamy to rotacją synchroniczną (poniżej), która jest przyczyną faktu, że Księżyc jest zwrócony do Ziemi zawsze tą samą stroną. Eliptyczność orbity Księżyca i nachylenie jego płaszczy- zny równikowej do płaszczyzny orbityjest przyczyną libracji, która umożli­wia dostrzeżenie niektórych obszarów na drugiej półkuli Księżyca. Ruch Zie­mi względem Słońca powoduje, że co 29,53 ziemskiej doby Księżyc dokonuje pełnego cyklu zmian faz i wraca na na­szym niebie do tego samego położenia względem Słońca. Jest to również dłu­gość doby księżycowej (okresu pomię­dzy dwoma kolejnymi wschodami Słoń­ca na Księżycu).

Księżyc obraca się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara

kierunek ruchu orbitalnego Księżyca

DZIEŃ 1ta sama strona

zwrócona ku Ziemi

DZIEŃ 7

Ziemia

ROTACJA SYNCHRONICZNANa każdy obieg Ziemi po orbicie Księżyc

wykonuje jeden obrót wokół swojej osi,

co powoduje, że zawsze jest zwrócony

do Ziemi tą samą stroną.

OBRÓT I ORBITAPłaszczyzna orbitalna Księżyca jest nachylona do płaszczyzny równika Ziemi i położenie tej płaszczyzny

ulega zmianom w okresie 18 lat. Siły pływowe powodują, że

Księżyc spowalnia rotację Ziemi i oddala się od niej w tempie około 3 cm na rok.

BUDOWA

Skorupa Księżyca zbudowana jest z bogatej w wapń skały podobnej do granitu.Ma grubość około 48 km na stronie zwróconej ku Ziemi i 74 km po stronie przeciwnej. Z powodu długotrwałego bombardowania meteorytami skoru­pa jest bardzo popękana. Spękania dochodzą do głębokości 25 km, a poni­żej skompa jest już zestalona. Skalny płaszcz Księżyca jest bogaty w krze­miany, ale ubogi w metale, takie jak żelazo. Górna część płaszcza jest stała, sztywna i stabilna. Rozpad radioaktywny zachodzący w niewielkiej ilości składników skał księżycowych powoduje wzrost temperatury wraz z głębo­kością. Dolny płaszcz zaczyna się około 1000 km poniżej skorupy i od tego miejsca skała ulega częściowemu stopieniu. Średnia gęstość Księżyca wskazu­je na możliwość istnienia małego jądra żelaznego. Podczas misji Apollo dokony­wano pomiarów prędkości fal uderzeniowych wędrujących przez Księżyc, ale nie otrzymano przekonujących rezultatów. Aby potwierdzić istnienie metalicznego jądra, potrzebne są dalsze badania sejsmiczne.

Księżyc obraca się wokół swojej osi raz na 27,32 doby ziemskiej

PERYGEUM 363 300 km

równik Ziemi

APOGEUM 405 500 km

oś obrotu odchylona od pionu o 6,7°

Księżyc obiega Ziemię w ciągu 27,32 doby ziemskiej

WNĘTRZE KSIĘŻYCAŚrednia gęstość Księżyca jest znacznie mniej­

sza niż Ziemi jako całości, natomiast zbliżona

do gęstości ziemskiego płaszcza.

Możliwe, że Księżyc jest w całości skalny i wca

le nie ma metalicznego jądra.

małe metaliczne jądro (prawdopodobnie)

skorupa ze skał podobnych do granitu

skalny płaszcz

PODSTAWOWE DANE O KSIĘŻYCU

POWIERZCHNIA KSIĘŻYCAGranica pomiędzy widoczną a niewidoczną z Ziemi półkulą Księżyca przebiega przez środek tego zdjęcia wykonanego z Apollo

16, które pokazuje widok niedostępny przed epoką lotów kosmicznych. Planetoidy przez co najmniej 4 mld lat bombar dujące powierzchnię Księżyca pozostawiły na niej kratery uderzeniowe.

ŚREDNIA ODLEGŁOŚĆ OD ZIEMI

384400 km

TEMPERATURA POWIERZCHNI

Od -150°C do 120°C ŚREDNICA 3476 km

OBJĘTOŚĆ (ZIEMIA=1) 0,02 LICZBA KSIĘŻYCÓW 0

OBSERWACJE Oświetlona część Księżyca oglądana z Ziemi zmienia się w ciągu miesiąca, poczynając od cienkiego sierpa widocznego na zachodnim niebie tuż po zachodzie Słońca, a kończąc na cienkim sierpie widocznym o poranku na wschodniej stronie nieba.

OKRES ROTACJI27,32 doby ziemskiej

DŁUGOŚĆ DOBY SŁONECZNEJ NA KSIĘŻYCU29,53 doby ziemskiej

MASA (ZIEMIA=1) 0,012

PRZYSP GRAWIT. NA RÓWNIKU (ZIEMIA=1) 0,165

PORÓWNANIE ROZMIARÓW

SKŁAD ATMOSFERYNeon, wodór i hel są wychwy­

tywane z wiatru słonecznego. Argon powstaje z rozpadu ra­

dioaktywnego potasu ze skal

księżycowych.

ATMOSFERA

Atmosfera Księżyca jest bardzo rozrzedzona i jej całkowita masa wynosi około 10 tys. kg. Dla po­równania - mniej więcej tyle gazu wyrzucił z sie­bie podczas lądowania statek Apollo. Różnica temperatury powierzchni Księżyca pomiędzy dniem a nocą wynosi blisko 270°C i ilość gazu znajdującego się przy powierzchni jest w chłodzie nocy 20 razy większa niż podczas gorą­cego dnia. Przyspieszenie grawitacyjne na Księżycu jest sześć razy mniejsze niż na Ziemi, co powoduje, że atmosfera księżycowa ucieka w przestrzeń. Jest jednak uzupełniana przez wiatr słoneczny.

neon 29% hel 25,8% wodór 22,6% argon 20,6% gazy śladowe

HISTORIA KSIĘŻYCANikt nie wie dokładnie, jak powstał Księżyc, ale większość astronomów

zgadza się z hipotezą wielkiego zderzenia, które nadało bieg wypadkom, kiedy 4,5 mld lat temu wielki obiekt zderzył się z młodą Ziemią (poniżej).

Podczas pierwszych 750 min lat istnienia Księżyc przechodził przez okres in­tensywnego bombardowania planetoidami, które spowodowało popękanie sko­

rupy i powstanie kraterów na całej jego powierzchni. Około 3,5 mld lat temu bom­bardowanie osłabło, a rozpoczął się okres znacznej aktywności wulkanicznej. La­

wa wydobywająca się z głębokości około 100 km przenikała przez pęknięcia w skorupie i wypełniała wielkie, najniżej położone kratery. Następnie zestaliła się i powstały ciemne,

płaskie, bazaltowe obszary nazywane morzami. Aktywność wulkaniczna zakończyła się bli­sko 3,2 mld lat temu i od tej pory Księżyc stał się praktycznie martwy. Wiele ze struktur powsta­

łych we wczesnej historii Księżyca zostało zniszczonych przez późniejsze uderzenia planetoid. Jednym z najmłodszych dużych kraterów jest Kopernik, który został utworzony około 900 mln lat temu.

POWSTANIE KSIĘŻYCA ZIEMI

W niecentralnym zderzeniu pomiędzy

protoplanetą wielkości Marsa a Ziemią z jej płaszcza została wyrzucona w przestrzeń ogromna ilość krzemianowej materii.

Wyrzucony materiał utworzył wielką chmurę gazu, pyłu i skał. Obłok ten szybko chłodził się, wypromieniowując

ciepło.

Większość wyrzuconego materiału znalazła się na kołowej orbicie wokół

Ziemi, tworząc gęsty, wypełniony bryłami, podobny do obwarzanka pierścień.

Skały łączyły się w wyniku wzajemnych zderzeń, dopóki pojedyncze ciało nie

zdominowało dysku i nie zebrało pozostałego

materiału. Wtedy narodził się Księżyc. Frag

men

t poc

hodz

i z k

siążk

i „En

cykl

oped

ia W

szec

hśw

iat”

, Wyd

awni

ctw

o Na

ukow

e PW

N 20

06

sił pływowych, które pojawiają się, gdy odległość Zie­mi zarówno od Słońca, jak i Księżyca jest szczególnie mała. W tych warunkach nawet zwykłe, oceaniczne pływy, zamiast typowych, niespełna 80-centymetro- wych wahań, sięgają 93 cm.

Czy jeszcze większe problemy pojawiałyby się, gdyby do połączonych sił Księżyca i Słońca dołączyły ustawione w jednej linii planety? Na szczęście tego zagrożenia nie musimy się obawiać - działanie tych znacznie lżejszych od Słońca i bardzo odległych ciał na Ziemię jest tak znikome, że w zauważalny spo­sób nie wpływa na wysokość pływów. Podobnie nie musimy się obawiać przypływów w naszym ciele, choć wielu zwolenników New Age uważa, że podle­gamy silnemu przypływowemu oddziaływaniu Księ­życa. Nie biorą jednak pod uwagę, że amplituda pły­wów zależy m.in. od rozmiarów odczuwającego je

ciała. Oznacza to, że człowiek o wzroście 1,8 m roz­ciąga się pod wpływem Księżyca o 10-16 m, odległość 10-krotnie mniejszą od średnicy protonu. To efekt, który trudno uznać za znaczący.

Księżycowa pogodaPływom podlega też ziemska atmosfera, nie jest to jed­nak efekt spektakularny. Wskutek przechodzącej „fali przypływu” ciśnienie na powierzchni Ziemi waha się o zaledwie kilka paskali, czyli kilka dziesięciotysięcz- nych normalnego ciśnienia atmosferycznego. Rola przy­pływów nie ogranicza się jednak do spiętrzania ziem­skich wód, lądów i atmosfery. To dzięki nim doba ma 24, a nie 8 godzin. Wskutek tarcia o dno i brzegi oce­anów masa podnoszonej przez Księżyc wody porusza się wraz z obracającą się Ziemią i nie wznosi dokład­nie na linii łączącej środki naszej planety i jej satelity. Oddziaływanie grawitacyjne między odchylonym od tej linii nadmiarem wody a Księżycem wywołuje zmia­ny okresu ruchu obrotowego Ziemi.

Doba wydłuża się o około 15 ms na stulecie. Tem­po tej zmiany nie jest jednak stałe. Aby obliczyć jej nie­gdysiejszą wielkość, trzeba uwzględnić ruch ziemskich kontynentów. Zmieniając położenie na powierzchni Zie­mi, zwiększały one (lub zmniejszały) siłę tarcia pływów o dno morza, tym samym modyfikując tempo wydłu­żania doby. Niewykluczone, że tuż po powstaniu Zie­mia obracała się wokół osi w ciągu zaledwie 8 godzin, a rok trwał ponad tysiąc takich dni.

Księżyc sprawi z czasem, że w ciągu dnia będzie­my mieli do dyspozycji nawet 25 godzin. Na dodatko­wą godzinę musimy jednak poczekać ponad 100 mln lat. Przyjemność dłuższego dnia okupimy brakiem jednego z najpiękniejszych zdarzeń astronomicznych - całkowitych zaćmień Słońca. Mniej więcej raz w ro­ku księżycowa tarcza przechodząca pomiędzy Ziemią a Słońcem całkowicie zasłania naszą gwiazdę. To nie­zwykłe zjawisko może się powtarzać dzięki wyjątko­wemu zbiegowi okoliczności, który sprawił, że 400 ra­zy większe od Księżyca Słońce jest od nas około 400- -krotnie dalej, dzięki czemu rozmiary kątowe obu ciał na niebie są zbliżone.

Niestety, ta sama przyczyna, z powodu której Ziemia zwalnia swój obrót, sprawia, że odległość do Księżyca rośnie w tempie 3,8 cm/rok. Za 600 mln lat jego obser­wowane rozmiary zmaleją na tyle, że całkowite zaćmie­nia odejdą do historii. Jeśli na Ziemi znajdą się wtedy ja­cyś inteligentni obserwatorzy, będą się musieli zadowo­lić zaćmieniami obrączkowymi lub wręcz częściowymi. Gdyby Księżyc stale oddalał się od Ziemi w podobnym tempie, a nasz Układ Słoneczny utrzymał się w obecnym kształcie, za 15 mld lat okresy obrotu Księżyca i Ziemi wyrównałyby się, osiągając długość 55 dni. Księżyc był­by wówczas 1,6 razy dalej od Ziemi niż dziś, a oba cia­ła obiegałyby się zwrócone do siebie tymi samymi stro­nami, podobnie jak dziś Pluton i Charon.

Na taką ewolucję nie możemy jednak liczyć: już za 2 mld lat Słońce rozgrzeje się tak bardzo, że ziemskie oceany wyparują i siła hamowania pływowego Ziemi znacznie się zmniejszy. Po kolejnych 4 mld lat układ Ziemia-Księżyc może znaleźć się pod powierzchnią

Kult lunarny ukształtował się w okre­sie matriarchatu. Uważany jest za jeden z najstarszych w historii religii, często

wiązał się z astrolatrią (kultem gwiazd i planet) oraz bóstwami astralnymi. Jego

powszechność sprawiła, że część naukow­ców uznała mity lunarne za podstawę wszel­

kiej mitologii i religii (panlunaryzm).W mitologii lunarnej Księżyc symbolizowała Wiel­

ka Bogini, przedstawiana jako trzy postaci kobie­ce: dziewica-kapłanka (Pełnia), kobieta-matka, często

ukazywana jako ciężarna (Kwadra), dojrzała, mądra kobieta (Nów), wiedźma (czyli wiedząca matka - dopiero w średniowieczu Kościół katolicki nadał tej nazwie znaczenie pejoratywne). Obserwując zmienność faz Księżyca, wie­rzono, że tak jak zmienia on swoją postać, tak Wielka Bogini ulega cyklicznym prze­mianom. Tę matriarchalną trójcę zaanektowały następnie patriarchalne systemy wie­rzeń, w tym chrześcijaństwo.Najstarsze ślady archeologiczne kultu Wielkiej Bogini pochodzą z VII wieku p.n.e, z te­renów starożytnej Anatolii (Turcja). Wielką Boginię widziano jako jedną, ale objawiają­cą się w różnych formach postać boską - była zmienna w swej niezmienności. Związa­na nie tylko z Księżycem, ale też z płodnością i roślinnością (te powiązania pojawiają się także w późniejszych wierzeniach ludowych), symbolizowała całość, panowanie nad każdą fazą życia oraz nad misterium umierania i odradzania.Bóstwa lunarne to personifikacje Księżyca, jego faz, funkcji i stanów. Można by wy­mienić takie jak: aztecki Teciztekatl, babiloński Sin, egipscy Toth i Chonsu, greckie Artemida i Selene, indyjscy Candra i Soma, rzymskie Diana i Luna, sumeryjska Nanna czy syryjska Astarte, Iwiogłowa bogini, czczona w Egipcie jako pani Księżyca. Żeń­skim bóstwom Księżyca przypisywano tak dziewictwo, jak i płodność (np. Artemida), a męskie były symbolami potencji i płodności (Sin jako byk), choć bywały też przed­stawiane jako starcy. W licznych religiach plemiennych bóstwa lunarne uznawano za stwórców świata i ludzi (np. bogini Ataentsic u Irokezów) lub za bóstwa naczelne (bóg Alignak u Eskimosów).Wiele mitów związanych z kultem lunarnym wyjaśnia cykliczne zmiany Księżyca - je­go umieranie i odradzanie się (motyw boga umierającego i zmartwychwstającego ma właśnie lunarne korzenie). Zjawisko nowiu i zaćmień Księżyca często wiąże się w mi­tach z istnieniem pożerających go potworów (jak nordycki wilk Fenrir).Terminy kultowych obrzędów były również wyznaczane przez fazy Księżyca. Nawet chrześcijanie obchodzą święta, w których noc jest ważniejsza od dnia - to Boże Na­rodzenie i Wielkanoc. Przy wyznaczaniu niektórych świąt nadal uwzględnia się fazy Księżyca (np. Wielkanoc i zależne od niej święta ruchome). Z fazami Księżyca wiążą się też najważniejsze święta hinduizmu.Pojawiającym się w wielu wierzeniach motywem jest przekonanie, że Księżyc i Słońce są oczyma bóstwa nieba (w mitologii japońskiej Słońce to bogini Amaterasu, a Księ­życ to bóg Tsukiyomi). Księżyc i Słońce wiązano najczęściej pokrewieństwem typu rodzic-dziecko (np. egipski Chonsu jest synem Amona), mąż-żona czy też brat-sio- stra lub bliźnięta. PIOTR HAYDER

Podnosząca się i opadająca regularnie wo­da sprawia, że wiele obszarów położonych na oceanicznym wy­brzeżu zmienia się okresowo w wyspy, aby po kilkunastu go­dzinach połączyć się ze stałym lą­dem. Na takich niby-wyspach od stuleci budo­wano klasztory, zamki obronne i forty, takie jak ten wieńczący Wyspę św. Kata­rzyny w walijskim Tenby.

ENCYKLOPEDIA. WSZECHŚWIAT Ilustrowana encyklopedia opracowa­na pod kierunkiem wybitnego astro­noma, profesora Uniwersytetu w Cambridge, Martina Reesa. Omawia historię astronomii i jej najnowsze odkrycia, pokazuje ogrom Wszech­świata: od Ziemi poprzez Układ Sło­neczny, galaktykę Drogi Mlecznej do odległych gwiazd i galaktyk aż po wielkie „poza”. Zawiera najnowsze zdjęcia wykonane przez sondy ko­smiczne i teleskopy oraz trójwymia­rowe schematy i diagramy. Książka ukaże się we wrześniu.

gwałtownie rozdętego Słońca. Taki będzie zapewne koniec tego niezwykłego układu, niekiedy uznawane­go przez astronomów wręcz za planetę podwójną. Ten gorący kres nie będzie jednak gwałtowniejszy od kata­strofy, która dała mu początek.

Życiodajne zderzenieHistoria niezwykłego układu Ziemia-Księżyc rozpoczę­ła się zapewne zaledwie kilkanaście milionów lat po po­wstaniu Układu Słonecznego. To wtedy w naszą, więk­szą niż dziś - lecz wciąż samotną - planetę uderzyło ciało wielkości zbliżonej do Marsa. Wyrzucone podczas tej katastrofy odłamki Ziemi utworzyły wokół niej wi­rujący dysk, z którego z czasem powstał Księżyc. Za tą zderzeniową teorią przemawia skład księżycowej ma­terii i niewielka gęstość naszego satelity wskazująca, że powstał on z zewnętrznych, lżejszych skał Ziemi. Nowy glob uformował się najprawdopodobniej w od­ległości 3-5 ziemskich promieni. Szczątki okrążające Ziemię na niższych orbitach nie mogłyby się połączyć w większe ciało, a na większą wysokość odłamki z ka­tastrofy nie zdołałyby po prostu dolecieć.

Niewielka odległość, która początkowo dzieliła Księ­życ od Ziemi, sprawiała, że młodą planetę nawiedza­ły znacznie silniejsze niż dziś przypływy. Gigantyczne fale pierwotnego oceanu, uderzające co kilka godzin

o brzegi prakontynentów, zmywały z nich ol­brzymie ilości substancji chemicznych, wzboga­cając w nie środowisko, w którym powstawało pierwotne życie. Prawdopodobnie bez Księżyca pojawiłoby się więc ono znacznie później.

Życiodajna rola naszego satelity nie zakoń­czyła się na przypływach. Od miliardów lat Księ­życ pełni funkcję olbrzymiego stabilizatora: to dzięki niemu kąt nachylenia osi ziemskiej w prze­strzeni niemal się nie zmienia. Nachylenie osi obrotu Ziemi do płaszczyzny jej orbity sprawia, że możemy przeżywać coroczny rytuał zmian pór roku - przez pół roku ku Słońcu wystawia się silniej północna, a przez pół roku południowa półkula planety. Gdyby jednak nachylenie Zie­mi było silniejsze, a zwłaszcza gdyby się gwał­townie zmieniało, szanse na stabilny, przyjazny życiu klimat byłyby minimalne. Ziemię chroni przed takim katastrofalnym losem kosmiczny ciężarek, czyli okrążający ją Księżyc.

Jak widać, bez naszego srebrnego sąsiada nie mielibyśmy nie tylko kalendarza, ale i długiego dnia, i spokojnego klimatu. A może te problemy mia­łyby wówczas zupełnie inne niż my istoty?

WERONIKA ŚLIWA jest dziennikarką „Wiedzy i Życia".