Что будет, если исчезнет Луна

Если Луна внезапно исчезнет, в первые минуты и часы ничего катастрофического не произойдёт: Земля продолжит вращаться и обращаться вокруг Солнца, сутки останутся прежними, а небо не упадёт. Изменения будут накапливаться постепенно. Сразу заметными станут тёмные ночи и более слабые приливы: от Луны сейчас зависит примерно две трети приливной силы, а оставшаяся треть приходится на Солнце. В долгосрочной перспективе речь идёт о более опасном: Луна стабилизирует наклон земной оси, и без неё климат на планете мог бы стать менее предсказуемым. Ниже - по порядку, что именно изменится и чего бояться не стоит.

Что Луна вообще делает для Земли

Луна - один из самых крупных спутников относительно своей планеты в Солнечной системе: по этому показателю её превосходит разве что Харон у карликового Плутона. Её масса составляет примерно одну восемьдесят первую долю массы Земли, а расстояние до неё - около 384 тысяч километров. Это немало, но на самом деле Земля и Луна обращаются вокруг общего центра масс, который лежит внутри самой Земли, примерно в 4,7 тысячи километров от её центра при радиусе планеты около 6,4 тысячи километров. Это значит, что Луна не «болтается» рядом с Землёй, а образует с ней настоящую двойную систему.

Влияние Луны проявляется в нескольких вещах: приливах, освещении ночного неба, замедлении вращения Земли и устойчивости наклона оси. Остальные эффекты, о которых любят писать, например влияние на настроение людей или на погоду, научно подтверждены гораздо слабее. Сначала о главном.

Первая минута: изменится ли что-то сразу

Ответ вызывающе скучный: нет, почти ничего. Орбита Земли вокруг Солнца определяется в первую очередь Солнцем, а центр масс системы Земля - Луна лежит внутри Земли, поэтому исчезновение Луны не сорвёт Землю с орбиты. Планета не получит резкого толчка, потому что исчезновение подразумевает отсутствие самого тела, а не его удаление с большой скоростью. Сутки не изменятся: скорость вращения Земли задана её собственным моментом вращения, и в момент исчезновения Луны это значение остаётся прежним. Сила тяжести на поверхности тоже не поменяется, так как её определяет масса и размер самой Земли.

Первый эффект, который заметят люди, будет оптическим. Небо ночью станет заметно темнее, особенно в полнолуние, но в остальные ночи разница может показаться не столь резкой, как ожидают. Первое же полнолуние без Луны окажется лишь обычной тёмной ночью, а на небе вместо привычного диска увидят больше звёзд. Заметно будет и то, что исчезнут привычные фазы: «растущий месяц», «полная Луна», «новолуние» - привычный месячный ритм уйдёт из небесной картины.

Приливы: главное физическое последствие

Приливы создаются разницей гравитационного притяжения на ближней и дальней сторонах Земли. Луна, хоть и гораздо менее массивна, чем Солнце, находится гораздо ближе, и приливная сила обратно пропорциональна кубу расстояния. Поэтому лунный прилив оказывается примерно в два с лишним раза сильнее солнечного. Подробно механизм описан в статье почему бывают приливы.

Что случится без Луны? Останутся только солнечные приливы, то есть примерно треть от нынешней высоты прилива в среднем. Исчезнут привычные чередования «сизигийных» (самых сильных) и «квадратурных» (самых слабых) приливов, зависящих от взаимного положения Земли, Луны и Солнца. Приливы станут более однообразными: на каждые сутки по два небольших подъёма воды, примерно в одно и то же время.

Для прибрежных районов это будет заметным изменением. Многие экосистемы побережья построены вокруг приливов: литоральная зона, то есть участок берега, который то заливается водой, то обнажается, - это место обитания водорослей, моллюсков, крабов и птиц, которые кормятся в отлив. Когда амплитуда приливов уменьшится, эта полоса сузится. Часть видов приспособится, часть исчезнет локально, а часть переселится.

Есть и практическая сторона. Приливные электростанции, там где они работают, выработают значительно меньше энергии. Порты, зависящие от приливной воды для захода глубоких судов, придётся перестраивать или углублять фарватеры. Рыболовство и туризм, привязанные к расписанию приливов, тоже изменятся.

Ночи и живая природа

Свет Луны в полнолуние даёт на земле освещённость порядка десятой доли люкса, а в хорошие ночи чуть больше. Для человека с искусственным освещением это почти ничего, но для животных, живущих без фонарей, разница ощутима. Многие виды чутко реагируют на лунный цикл.

Из хорошо известных примеров: коралловые рифы. У многих видов кораллов массовый нерест приурочен к определённым ночам после полнолуния. Ночное освещение работает как сигнал для синхронизации. Без лунных фаз нерест не исчезнет совсем, потому что сигналом служат и температура воды, и сезон, но точность синхронизации может ухудшиться.

Другой пример - навигация животных. Некоторые навозные жуки ориентируются по поляризованному свету Луны и по Млечному Пути. Некоторые ночные хищники охотятся в более светлые или более тёмные ночи, а их добыча подстраивает активность. Менять свои привычки им пришлось бы заново. В целом для видов, чьи циклы связаны с Луной, переход к безлунному миру окажется стрессом, но не обязательно катастрофой: жизнь на Земле пережила многие смены условий.

Что касается людей, то лунные календари потеряли бы свою природную основу. Месяц - слово, связанное с Луной ещё в праславянском языке, - перестал бы иметь небесный «оригинал». Хотя календари мы давно ведём по условным правилам и пользуемся ими независимо от Луны, исчезла бы целая культурная традиция: лунные праздники, пасхалия, мусульманский календарь, который по лунным месяцам определяет пост и праздники.

Затмения и небо без Луны

Среди случайных совпадений природы есть одно красивое: диаметр Луны примерно в четыреста раз меньше диаметра Солнца, но и расстояние до неё примерно в четыреста раз меньше, поэтому на небе оба диска выглядят почти одинакового размера. Именно это позволяет Луне при полном затмении закрыть Солнце целиком и открыть солнечную корону, видимую только в такие минуты. Без Луны полных солнечных затмений не было бы вовсе, и учёные потеряли бы удобный природный инструмент: в частности, во время затмения 1919 года проверяли отклонение света звёзд вблизи Солнца, подтвердившее общую теорию относительности. Лунные затмения тоже исчезли бы, хотя их причиной служит тень Земли.

Изменилось бы и обычное ночное небо. Свет звёзд и Млечного Пути стал бы виден лучше, потому что ярчайший объект, засвечивающий небо в полнолуние, пропал бы. Астрономы-любители, наблюдающие слабые объекты, получили бы больше тёмных ночей в месяц, а вот навигация по Луне, которой пользовались в древности для счёта дней и путешествий, потеряла бы смысл. Не стало бы и привычных названий вроде «молодой месяц» и «старая Луна».

Нужно оговорить и другое. Луна также вызывает деформацию самой суши: земные приливы поднимают твёрдую поверхность примерно на несколько десятков сантиметров дважды в сутки, а мы этого не замечаем, потому что вместе с землёй поднимаются и наши приборы и здания. Без Луны такие приливы остались бы только от Солнца и уменьшились бы. Никаких разрушений в земной коре это не вызвало бы, хотя часть процессов в недрах, связанных с приливным нагревом, шла бы чуть иначе.

Наклон оси: самый серьёзный долгосрочный вопрос

Земная ось наклонена к плоскости орбиты примерно на 23,4 градуса. Это и есть причина смены времён года: полушарие, наклонённое к Солнцу, получает больше тепла. Угол этот сравнительно устойчив: он колеблется в пределах примерно двух с половиной градусов с периодом около сорока одной тысячи лет.

Как считается, к устойчивости наклона причастна Луна. Её притяжение действует на экваториальную «выпуклость» Земли и играет роль стабилизатора, как гироскоп. Без неё на ось сильнее влияло бы притяжение других планет, особенно Юпитера и Венеры. Исследования, начатые астрономом Жаком Ласкаром в 1990-х годах, показывали, что у Земли без Луны наклон мог бы меняться хаотически и достигать очень больших значений, вплоть до десятков градусов. Более поздние расчёты смягчили картину: оказалось, что диапазон колебаний может быть меньше, чем думали, и что Земля без Луны, возможно, вела бы себя менее драматично. Единого окончательного ответа среди специалистов нет, и точные цифры здесь называть рискованно.

Что это значит на практике? Если бы наклон оси сильно менялся, то климат на планете менялся бы вместе с ним, и времена года могли бы становиться то мягче, то суровее. Но все эти процессы растянулись бы на сотни тысяч и миллионы лет. Для человеческой цивилизации они не имели бы немедленного значения, хотя для эволюции жизни важны.

Вращение Земли и продолжительность суток

Луна оказывает тормозящее действие на вращение Земли. Приливные «горбы» в океане опережают положение Луны из-за вращения планеты, и их взаимодействие понемногу отнимает энергию вращения. Следствие - сутки становятся длиннее примерно на пару миллисекунд за столетие. Вместе с этим Луна удаляется от Земли примерно на 3,8 сантиметра в год, что точно измеряют лазерной локацией с помощью отражателей, оставленных астронавтами «Аполлона» и советскими «Луноходами».

Без Луны этот процесс прекратился бы. Земные сутки перестали бы удлиняться за счёт лунного торможения, хотя Солнце продолжило бы медленно тормозить вращение через свои, более слабые приливы. Для нас с вами это ничего не меняет: сутки останутся близкими к двадцати четырём часам на всю обозримую историю. Однако для геологического масштаба времени разница есть: именно приливное торможение, по расчётам, сделало сутки такими, какие они есть, - в далёком прошлом они были значительно короче.

А как вообще появилась Луна

Самая принятая сегодня гипотеза называется гипотезой гигантского столкновения. Около четырёх с половиной миллиардов лет назад молодая Земля столкнулась с телом размером примерно с Марс, которому дали имя Тейя. Выброшенный материал сложился в диск, а затем объединился в Луну. Эта картина хорошо объясняет схожий изотопный состав земных и лунных пород и относительно небольшое железное ядро Луны. Она не доказана до последней детали, но остаётся главной.

Это важно для вопроса «что будет, если исчезнет Луна»: Луна - не случайный гость, а часть истории самой Земли. Мы живём на планете, которая сформировалась именно в паре с Луной, и многие процессы, включая внутренний нагрев и приливное трение, были связаны с её присутствием в прошлом. Убрать Луну сейчас - значит убрать то, что давно уже встроено в систему.

Чего бояться не нужно

Вокруг Луны накопилось немало преувеличений, и их стоит разделить с реальными эффектами.

Гравитация Земли не изменится и не «сломается». Орбита вокруг Солнца сохранится. Вода из океанов не уйдёт и не вскипит. Магнитное поле, защищающее от космических частиц, зависит от ядра Земли, а не от Луны, и тоже останется. Атмосфера никуда не денется.

Не подтверждаются и разговоры о том, что Луна «защищает Землю от астероидов». Кратеры на Луне действительно показывают, что она принимала удары, но в целом её защитная роль мала, потому что Луна занимает очень небольшой угол на небе Земли. Статистически она иногда может притянуть небольшое тело, а иногда, наоборот, направить его к Земле.

Что касается влияния на человеческое поведение, то популярные утверждения о том, что полнолуние усиливает преступность, роды или психические расстройства, не получили надёжного подтверждения в крупных исследованиях. Так что с этой стороны ничего не изменится.

Итог: что менялось бы, а что нет

Если собрать сказанное, получится ясная картина. Сразу заметны: темнее ночи, слабее приливы, ушедшие лунные фазы и затухание культурных традиций, связанных с Луной. Постепенно, на протяжении тысячелетий, могут проявиться изменения прибрежных экосистем и поведения лунно-зависимых видов. В очень долгой перспективе возможна менее стабильная ось, а вместе с ней менее устойчивый климат, хотя точные расчёты остаются предметом научного обсуждения.

Не изменятся: орбита Земли, длина суток на ближайшие столетия, сила тяжести, наличие воды и воздуха. Так что исчезновение Луны было бы значительным, но не апокалиптическим событием. Оно скорее показало бы, насколько многие природные ритмы - от моря до нерестового календаря кораллов - связаны с ней незаметно для нас.