A rejtélyes és nélkülözhetetlen Hold: Kis fröccs, nagy fröccs

Tudomány

Még azt sem tudjuk, miként lett Földünk társa, de annyi biztos, hogy nélküle mi sem lennénk. Talán éppen a legbanálisabbnak tűnő égitest hordozza a legtöbb titkot.
Még azt sem tudjuk, miként lett Földünk társa, de annyi biztos, hogy nélküle mi sem lennénk. Talán éppen a legbanálisabbnak tűnő égitest hordozza a legtöbb titkot.

Az égbolton fel-feltűnő égitestek közül leginkább a Holdról feltételezzük, hogy a tudomány már mindent kiderített róla: elvégre nap mint nap ott van az orrunk előtt, s teliholdkor szinte szabad szemmel is látni véljük a felszínét. Mi több, már ember is járt rajta, s Armstrong személyes tapasztalatai nyomán tisztában vagyunk vele, hogy a felszíne finom és poros: rátapad a űrhajóscsizmára. Azért érdemes egy kicsit közelebbről megismerkedni égi kísérőnkkel, mert olyan dolgok derülhetnek ki róla, amelyeket tán nem gondoltunk volna.

Mint két tojás

A Hold, mint tudjuk, nagyjából 29,5 földi nap alatt kerüli meg bolygónkat (ennyi idő telik el két telihold között, illetve ennyinek érzékelnénk egy "napot" a Holdon - ez az úgynevezett szinódikus keringésidő), pályasíkja nem esik egybe a Föld pályasíkjával, az ekliptikával, s persze a Föld egyenlítői síkjával sem. De ami még furcsább, kémiai összetétele sem egyezik a Földével, átlagsűrűsége kisebb, s felszínén (mert csak ezt ismerjük behatóan) az egyes ásványok, illetve vegyületek gyakorisága kisebb (csaknem tizede a földiének). Ezek a tények már csak abból a szempontból is fontosak, mert részben választ adhatnak arra is, honnan is jött a mi holdunk.

A korára vonatkozó első pontosabb adatokat éppen az expedíciók szolgáltatták: ezek szerint állandó kísérőnk éppúgy négy és fél milliárd éves, akárcsak Földünk. Ez az egybeesés persze rögvest meglódította a tudósok fantáziáját, rögvest feltételezték, hogy mindez korántsem lehet a véletlen műve. (Ráadásul azt is tudni vélték, hogy a Hold kisebb, hideg darabokból állt öszsze, melyeket az égitestrészek saját és a Föld gravitációs ereje cementált össze.) A legkorábbi, még az előző századfordulóról származó hipotézisek szerint a Hold anyagát a Föld vetette le magáról - mondjuk a túl gyors forgás és az ezáltal fellépő erős, idővel a gravitációt is legyőző centrifugális erő hatására. A probléma csupán annyi, hogy a Holdnak és a Földnek is (többek között a perdületmegmaradás törvénye értelmében) sokkal gyorsabban kéne forognia, mint azt manapság tapasztaljuk, ráadásul mindez nem magyarázná meg a két égitest közötti, kémiai összetételben megmutatkozó különbséget. (Utóbbi azt is kizárja, hogy a Hold egyszerűen bolygónk kisebb testvéreként jött volna létre, ugyanazon forgó anyagcsomó kettéválása és betömörödése révén.) A fenti hibák és eltérések korrigálására szolgált volna a külső befogási teória, mely szerint a Hold az űrben vándorló objektum volt, amelyet a Föld befogott és pályára kényszerített. A Hold ezek szerint egy a Földtől függetlenül, de nyilván egy időben létrejött önálló kőzetbolygó lehetett, amelynek pályája metszhette vagy legalábbis megközelíthette a Földét, s ennyi már elég is volt kapzsi planétánknak, hogy megszerezze és kísérőjévé tegye. Igen ám, de egy ilyen befogáshoz, különösen, ha a Holdhoz hasonló, viszonylag nagy tömegű égitestről van szó, szükség van az úgynevezett "gravitációs csúzli" effektusra - magyarán egy jelentős tömegű harmadik bolygó közreműködésére, amelyik átvenné a Hold kinetikus energiáját, s azzal jól elhúzna a fenébe. Csakhogy ehhez viszont egy olyan bolygóegyüttállás kellene, amelynek bekövetkezte Naprendszerünk szerkezetéből és működéséből következően kevésbé valószínű. Ráadásul bolygónk és annak holdja között nem csupán különbségek, de szembetűnő hasonlóságok is adódnak, amennyiben a kémiai összetételt tekintjük. A két égitest izotóparányai például feltűnő egyezést mutatnak, ami valahol mégiscsak arra utal, hogy életük során legalább egyszer közelebbi kapcsolatba kerültek egymással.

Fröccsöntött kísérő

Az eredetileg 1975-ben megfogalmazott, s mára úgyszólván uralkodóvá vált (ám mégsem teljes körűen magyarázó) teória szerint úgy jó négy és fél milliárd évvel ezelőtt, közvetlenül a Naprendszer létrejötte után Földünk és egy nagyjából Mars méretű bolygó ütközött össze, aminek következtében a két planéta külső kérge és köpenye egyszerűen leolvadt és szétfröccsent az űrben. Ezt követően a két, jelentős vastartalmú bolygómag összeolvadt, felette lassan újra kialakult a szilárd kéreg, míg a szétfröccsent olvadt törmelék fokozatosan mind nagyobb csomókba állt össze s ezekből jött létre a Hold. Ez sok mindent megmagyarázna, mint például a kémiai-fizikai különbségeket, mindenekelőtt azt, miért kevesebb a Hold felszínén a vas koncentrációja, miért szárazabb, s miért kisebb a sűrűsége - de azt is, miért egyezik annyira a szilárd földi kéreg és a holdfelszín izotóp-összetétele. Egyelőre nyugodtan zárójelbe tehetjük ama újabb keletű meglátásokat, melyek szerint a Holdnak mégiscsak van egy már rég kihűlt vasmagja - ezek szerint az ütköző planétakezdemények tán mégsem voltak oly kifejlettek és differenciáltak. A Holdat később jelentős meteorbecsapódások érték, s ezek megolvasztották felszínét, amelyet a gravitáció húzott össze ilyen szép gömb alakúvá, s később a jelentős, ám mára (egészen pontosan vagy hárommilliárd éve) teljesen megszűnt vulkáni aktivitás is tovább alakított. Apró szépséghiba, hogy gonosz kutatók nap mint nap tovább bővítik eme, amúgy bizonytalan lábakon álló hipotézist. A legfrissebben például azt feltételezik, hogy a becsapódó másik égitestnek legalább két Mars tömegűnek kellett lennie - ilyenek ütközése pedig meglehetősen ritka (ez viszont megmagyarázná, miért oly egyedi a Föld-Hold kapcsolat).

Ápol s eltakar

A Hold jelenléte számos szempontból valóságos áldás volt a földi élet kialakulása és stabil fennmaradása szempontjából - nem árt hálásnak lennünk érte. Kezdődött azzal, hogy a Hold valaha sokkal közelebb keringett, mint manapság, s ez a mainál akár százszor nagyobb dagályt gerjeszthetett. Mindez azzal járt, hogy a tengervíz mélyen behatolt a szárazföldre, és onnan rendre nagy mennyiségű ásványi anyagot hurcolt magával a szén-dioxidban gazdag óceánba - így hozva létre azt az őslevest, amely mai tudásunk szerint nélkülözhetetlen a földi élet létrejöttéhez. Szerencsénkre a két planéta távolodása pont egybeesett a fejlettebb élőlények létrejöttével, amelyeket az így fokozatosan mérséklődő árapály-ingadozás már nem zavart a szárazföld meghódításában. A Hold és a Nap együttes árapályhatásának más következménye is akadt: mindenekelőtt lassította a Föld forgási sebességét, amely kezdetben igen jelentős volt (egy akkori nap mindössze hat mai órából állhatott). Márpedig a hosszabb nappal annyit jelent, hogy például az élőlények hosszabb időt tölthetnek táplálék- és társkereséssel - ami, mint már ennyiből is látható, emberi fajunknak mintegy elevenébe vág (igaz, az ember, mintegy pozitív példát nyújtva a többi élőlénynek, a párkeresést, de részben még a táplálékkeresést is áthelyezte az éjszakai periódusba). A mostani nappal-éjszaka arány Földünk jó részén éppen ideális. Nincs szükség a mainál hatékonyabb anyagcserére, sem kisebb testméretekre, sem különleges éjjellátó berendezésekre (bár fakultatíve számos állatfaj még ezen igényekhez is alkalmazkodott). Ráadásul Hold híján (s a mainál gyorsabb forgási sebesség mellett) a széljárás sokkal viharosabb lenne, az óceánokon pedig nyugodt napokon sem lennének háznagyságúnál (úgy húszméteresnél) kisebb hullámok, ami fokozná a földi eróziót, ráadásul az alkalmazkodási kényszer miatt csökkentené az élővilág változatosságát. A Hold keltette árapályhatásnak - legalábbis egyes elméletek szerint - jelentős szerepe volt abban, hogy manapság a földköpeny és a Föld magja nem egy ritmusban pörög - márpedig a dinamóhatás révén éppen ez felelős a mágneses mező létrejöttéért. Tán mondanunk sem kell, milyen rémisztő hatással lenne a földi élővilágra, ha nem létezne többé a kozmikus sugárzást, mindenekelőtt a töltött részecskéket eltérítő mágneses mező: mutáció, korcsosulás, s végül csak a sci-fi képregényekben előforduló randa létformák elterjedése. Arról pedig még nem is beszéltünk, hogy egykoron éppen a Hold állította be a földi forgástengelyt a ma ismert, viszonylag stabilis helyzetébe (lásd még: Bedől a kanyarban, Magyar Narancs, 2007. február 8.), márpedig ez nélkülözhetetlen ahhoz, hogy olyan éghajlati övezetesség és klimatikus ciklus jöjjön létre, amelyhez már alkalmazkodhatnak az élőlények. Ma még kevésbé ismert, hogy a Hold vonzása keltette ún. szilárd árapályok és az általuk előidézett úgynevezett árapályfűtés milyen hatással lehetett a földi tektonikus mozgásokra. Egyes feltételezések szerint alkalmanként igen jelentős, globális méretű, tömeges fajkihalással járó vulkanizmust is előidézhetett, amikor a megrepedt földkérgen keresztül félkontinensnyi területeket boríthatott be a kiömlött magma - ez ugye egy rossz pont volna a Holdnak. Ugyanakkor, más feltételezések szerint, az árapályfűtés felelős azért, hogy a Föld a számíthatónál lassabban hűl. Ennek köszönhetően egyedül itt találunk még lemeztektonikai mozgásokat, amelyek alkalmanként, mint tudjuk, katasztrofális hatásokkal is járhatnak, ám mérlegük az élővilág szempontjából inkább pozitív - gondoljunk csak a vulkanizmus által folyamatosan a felszínre juttatott, élettanilag fontos ásványi anyagokra. S bár talán ezt gondolnánk a legkevésbé, de Holdunk - bármily kis felületet takar bolygónkból -, mégiscsak a leghatékonyabb védőpajzs: a Föld felé tartó kisebb-nagyobb égitestek jó részét éppen a Hold téríti el, fogja be, s erről meggyőzően tanúskodnak az ott fellelhető, alkalmanként gigantikus becsapódási kráterek. Igaz, a megmaradási törvények szerint zajló, folyamatos perdületátrendeződés révén a Hold évente mintegy 3,8 centiméterre távolodik tőlünk (eközben a Föld pedig lassul), ami idővel csökkenti ezt az amúgy is korlátozott védőhatást. S ekkor még nem is beszéltünk a sajátos földi légkörről, amelynek kialakulását szintén remekül magyarázza a Hold létrejöttének ütközéses elmélete. Ezek szerint a kataklizma a földi őslégkört, s vele együtt a szén-dioxid jó részét is kisöpörte a világűr-be - a megmaradt kisebb koncentrációjú gázelegy üvegházhatása jóval kisebb volt, ami előnyösen befolyásolta a felszíni hőmérséklet alakulását, ráadásul az első fotoszintetizáló szervezetek könnyebben birkózhattak meg a szén-dioxiddal, létrehozva a ma ismert, oxigénben gazdag légkört.

Annyi azonban bizonyos, hogy ha tényleg ily kis valószínűsége volt a Föld-Hold kettős rendszer létrejöttének, s ha a Hold tényleg ily hatékonyan tölti be a földi élet "dadájának" szerepét, akkor ebből már bízvást következtethetünk arra, milyen kicsi is volt a földihez hasonló élet létrejöttének és fennmaradásának valószínűsége a világegyetemben.

Figyelmébe ajánljuk