Prečo máme štyri ročné obdobia?

10.04.2014 16:33
zem, mesiac
Zem a jeho súputník Mesiac. Autor:

Mesiac je v mnohých ohľadoch nezvyčajný. Zisťovali sme, ako a do akej miery náš najbližší vesmírny sused skutočne ovplyvňuje život na Zemi.

V prvom rade sme nemohli ignorovať mýtus o tom, že Mesiac v splne prebúdza šialenstvo a ďalšie pohromy vo forme väčšieho násilia, väčšieho množstva samovrážd, väčšieho počtu nehôd a väčšej agresivity – predstavy, ktoré sú asi také staré ako história ľudstva. Viera, že Mesiac v splne spôsobuje mentálne poruchy a nezvyčajné správanie, bola v celej Európe rozšírená najmä v období stredoveku.

Existuje však na podporu týchto názorov nejaký vedecký dôkaz?

Na túto tému existuje množstvo výskumov, pričom niektoré z nich viedli k prekvapujúcim výsledkom. Výskum uskutočnený lekárskym tímom v nemocnici v anglickom Bradforde si vytýčil za cieľ overiť hypotézu, že v čase splnu Mesiaca narastá výskyt uhryznutí zvieratami. Pomocou retrospektívnej analýzy pozorovaní na oddelení lekárskej pohotovosti a urgentného príjmu skúmali vzorku pacientov, ktorí navštívili toto oddelenie v rokoch 1997 až 1999 po tom, čo boli uhryznutí nejakým zvieraťom.

Počet uhryznutí každý deň porovnávali s fázou Mesiaca a zistili, že výskyt uhryznutí zvieratami výrazne narastá v období mesačného splnu. Keď sa obdobie splnu bralo ako referenčný bod, pomer výskytu uhryznutí v porovnaní s ostatnými obdobiami mesačného cyklu bol výrazne nižší. Záver ukázal, že spln Mesiaca je spojený s výrazným nárastom uhryznutí človeka zvieratami.

Samozrejme, musíme mať na pamäti, že takúto koreláciu nie je možné stotožniť s kauzalitou – súvislosťou medzi príčinou a následkom. Daná vzorka môže byť neobvyklou štatistickou odchýlkou alebo, ak je dokonca reálna, môže ísť vo vzťahu k fázam Mesiaca o čistú náhodu. Bez akéhokoľvek presvedčivého dôkazu, ako môže Mesiac vyvolávať zvýšenú agresivitu zvierat voči ľuďom, nie je možné považovať žiadnu súvislosť za dokázanú.

Ďalšia štúdia sa zaoberala agresiou ľudí a lunárnym synodickým cyklom v okrese Dade na Floride. V piatich prípadoch boli preskúmané údaje o agresívnom a/alebo násilnom chovaní ľudí, pričom cieľom bolo stanoviť, či existuje nejaký vzťah medzi touto dvojicou javov. Ako súčasti vzorky sa brali do úvahy vraždy, samovraždy, smrteľné dopravné nehody, vážne poškodenia organizmu a návštevy psychiatrickej pohotovosti.

Pohľad na Zem z povrchu Mesiaca.
Pohľad na Zem z povrchu Mesiaca.
(Kliknutím na obrázok zväčši, otvoriť v novom okne)
Autor: SHUTTERSTOCK

Tím vedcov došiel k záveru, že vraždy a vážne poškodenia organizmu preukázali štatisticky významný nárast prípadov v období splnu Mesiaca. Návštevy psychiatrickej pohotovosti v období prvej štvrte mesačného cyklu a ich frekvencia významne klesla v období mesačného splnu a novu. Krivka samovrážd ukázala koreláciu s vážnym poškodením organizmu a smrteľnými dopravnými nehodami, čo podľa názoru výskumníkov nasvedčuje o prítomnosti samodeštruktívnej zložky u každého jednotlivca s takýmto správaním. Zdôvodnili to tým, že biologický rytmus ľudskej agresie korešponduje s lunárnym synodickým cyklom.

Štyri ročné obdobia

V čase písania týchto riadkov sa tu v Británii listy na stromoch začínajú sfarbovať dohneda. Dni sa skracujú a noci predžujú. Zároveň sa priemerná teplota každým dňom začína znižovať a väčšina našej flóry a fauny prechádza do stavu pokoja. Samozrejme, rovnaké sezónne zmeny prebiehajú na celej severnej pologuli na zemepisných šírkach medzi obratníkom Raka a severným polárnym kruhom. Naproti tomu krajiny na južnej pologuli vítajú jar, začína sa nový rast, dni sa predlžujú a priemerná denná teplota sa zvyšuje. Nám všetkým, čo nežijeme blízko rovníka, je známy systém meniacich sa ročných období a aj vplyv, aký tieto cykly majú na spôsob nášho života. Pre našich predkov v severných častiach Európy, Ázie a Ameriky musel byť nástup zimy obdobím strachu a neistoty, kým prvé jarné púčiky znamenali milostnú úľavu so signálom, že čoskoro príde obdobie dostatku čerstvej potravy, teda nasýtenia.

Väčšine z nás ani nenapadne rozmýšľať o tom, prečo vôbec dochádza k zmene ročných období. Najčastejšou chybou je predstava, že to súvisí s tým, ako blízko sa nachádza Zem k Slnku. Nie je tomu však tak – príčinou je uhol, pod ktorým je os našej planéty naklonená k Slnku, ktorý je približne 22,5 stupňa od predpokladanej vertikálnej polohy. Ako by Zem vyzerala, keby jej poloha pri obiehaní okolo Slnka bola vertikálna? To by znamenalo, že zemský rovník by sa vždy nachádzal v jednej rovine so slnečným rovníkom.

Keby sa naša planéta skutočne nachádzala v takejto polohe, rovníková časť Zeme a rovníková časť Slnka by sa nachádzali bližšie k sebe ako póly Slnka a póly Zeme. Výsledkom by bola veľmi vysoká teplota na Zemskom rovníku, kým oblasti okolo zemských pólov by boli oveľa chladnejšie, ako sú v súčasnosti. Napodiv, nie je to ani tak vecou rozdielu vo vzdialenostiach medzi Zemou a Slnkom, ale väčší vplyv zohráva hrúbka atmosféry Zeme v danom mieste vo vzťahu k smeru, v ktorom sa nachádza Slnko. Slnečné lúče musia prechádzať cez oveľa hrubšiu časť atmosféry, aby sa dostali k zemským pólom, v porovnaní s hrúbkou atmosféry, ktorú musí prekonať na ceste k rovníku, čo v konečnom dôsledku podstatne znižuje množstvo tepla dopadajúceho na póly.

Jednotlivé fázy Mesiaca.
Jednotlivé fázy Mesiaca.
(Kliknutím na obrázok zväčši, otvoriť v novom okne)
Autor: SHUTTERSTOCK

Ďalší dôležitý faktor, ktorý znižuje množstvo tepla na póloch, je nižšia hustota energie v dôsledku rozptýlenia slnečnej energie na ploche o to väčšej, čím je zemská os viac vychýlená od vertikálnej polohy. Napríklad kruh tvorený slnečným svetlom s priemerom jeden kilometer dopadne na zemský povrch na rovníku v tvare takmer dokonalého kruhu, ale v najsevernejších alebo najjužnejších zemepisných šírkach bude v dôsledku zakrivenia planéty zdeformovaný na dlhú elipsu. To znamená, že teplo so slnečných lúčov sa na póloch rozloží na niekoľkonásobne väčšiu plochu a jeho pôsobenie teda bude niekoľkonásobne slabšie.

Merkúr je učebnicovým príkladom planéty, ktorá má prakticky vertikálnu polohu vo vzťahu k svojej obežnej dráhe okolo Slnka. Odhliadnuc od faktu, že malý Merkúr sa nachádza tak blízko Slnka, uhol sklonu jeho ekliptiky by mal za následok veľmi zlé podmienky pre život ľudí na tejto planéte. Keby bolo možné ostať na Merkúre počas jedného z jeho veľmi krátkych 88-dňových rokov, Slnko by každý deň (trvajúci 58 pozemských dní) vychádzalo na rovníku presne na východe a zapadlo by presne na západe. Na jednej strane by teplota na rovníku Merkúra spôsobila vrenie olova, pritom na druhej – ako zistili sondy vyslané zo Zeme – oblasti okolo pólov Merkúra sú trvale pokryté ľadom.

Keby sa zemská os nachádzala v zvislej polohe, život na väčšine planéty by nebol možný, pričom extrémne teploty by poskytovali cicavcom vrátane ľudí iba úzke pásmo na prežitie. No dokonca aj v takom prípade by existovalo svižné prúdenie vody a vzduchom medzi horúcimi a chladnými zónami, spôsobujúce katastrofálne poveternostné podmienky – na jednej strane by boli oblasti s trvalými zrážkami, kým v iných by, na druhej strane, neboli zrážky vôbec. Hurikány a tornáda by pustošili mnohé oblasti a celkovo sa zdá veľmi nepravdepodobné, že na takejto planéte by sa vyvinuli vyššie formy života.

Uvažujeme ešte o inom fiktívnom scenári, podľa ktorého by bola zemská os naklonená vo vzťahu k svojej obežnej dráhe okolo Slnka o celých 90 stupňov, keď by jeden z pólov bol trvale obrátený proti Slnku.

Na jednom z pólov – povedzme na južnom – by neprestajne svietilo Slnko a nachádzal by sa tak vždy v polohe ekvivalentnej poludniu uprostred leta v strednej Afrike. Slnko by tak ustavične žiarilo priamo na hlavu každú minútu počas všetkých dní! Na druhej strane, severný pól by sa nachádzal stále v stave ako o polnoci. Vskutku, na celej severnej pologuli by bola nepretržite noc a na južnej by bol trvale deň.

Strana planéty odvrátená od Slnka by sa nikdy neohriala a bola by zamrznutá na kosť s oveľa nižšími teplotami v porovnaní s tými, aké poznáme. V oblasti, ktorá sa v súčasnosti nachádza medzi rovníkom a obratníkom Kozorožca, by Slnko každý deň dookola krúžilo nad horizontom. Vzhľadom na uhol prechodu slnečného svetla cez atmosféru by sa cez ňu dostalo len veľmi málo tepla a celá oblasť by bola pokrytá ľadovcami a zmietaná snehovými búrkami prichádzajúcimi z tmavej severnej pologule.

Antarktída by bola celkom neobývateľná, s vysokou teplotou ďaleko prekračujúcou akékoľvek teploty na našej planéte, aké sú známe dnes. Iba južné cípy Južnej Ameriky, Tasmánie, Nového Zélandu a azda južná časť Austrálie by mali teploty v znesiteľnom rozsahu. Ťažko si predstaviť, akým strašným formám počasia by boli vystavené akékoľvek žijúce bytosti na miestach, kde by stretávali zamrznuté morské prúdy zo severu s horúci prúdmi z juhu. Tieto oblasti by sa takmer s istotou nachádzali v trvalej hmle, ktorá by bránila prenikaniu slnečných lúčov.

Keby Zem obiehala okolo Slnka ktorýmkoľvek z týchto dvoch opísaných spôsobov, vôbec by neexistovali ročné obdobia – a s takmer istotou ani vyššie formy života.

Teploty na Zemi

Našťastie, ročné obdobia máme, za čo vďačíme tomu, že Zem v súčasnosti zviera uhol približne 22,5 stupňa voči slnečnému rovníku. A tento uhol vlastne udržiava Mesiac, ktorý pôsobí ako gigantický stabilizátor planéty.

Mesiac, satelit Zeme.
Mesiac, satelit Zeme.
(Kliknutím na obrázok zväčši, otvoriť v novom okne)
Autor: SHUTTERSTOCK

V dôsledku tohto sklonu severná pologuľa zaživa leto, keď sa Zem nachádza v tej časti svojej obežnej dráhy, ktorá ju natáča viac smerom k Slnku. Preto Slnko vystupuje vyššie, je nad horizontom dlhšie a slnečné lúče dopadajú na zemský povrch priamejšie. Naopak, keď je severná pologuľa orientovaná smerom od Slnka, slnko sa nachádza na oblohe nízko, je nad horizontom kratšiu dobu a jeho lúče dopadajú na zemský povrch šikmejšie.

A tak zatiaľ čo najkrajnejšie polárne oblasti na Zemi sú počas celého roka zamrznuté, 22,5-stupňový uhol naklonenia zabezpečuje, že väčšina častí zemského povrchu dostáva počas roka primeraný podiel tepla. Na druhej strane to znamená, že obrovská väčšina vody na povrchu Zeme ostáva v tekutom stave. Všetok život je celkom závislý na vode a nemôže bez nej existovať. Rozsah teplôt, v ktorom sa voda nachádza v tekutom stave, je skutočne veľmi obmedzený. Oceány na Zemi zamŕzajú pri teplote približne 1,91 stupňa a bod varu vody je 100 stupňov.

Zem je teda mimoriadne dobre vyvážená. Vôbec najnižšia teplota zaznamenaná teplota bola –89,2 °C (-128,6 °F) na stanici Vostok v Antarktíde, najvyššia, 58 °C (136 °F), bola nameraná v El Azízii v Líbyi. Tento rozsah absolútny teplotných extrémov je menší ako 148 °C, čo je v rámci celého teplotného spektra skutočne veľmi málo. Pri najnižšej možnej teplote, označovanej ako „absolútna nula“, prestáva akýkoľvek pohyb molekúl. Jej presná hodnota je hrôzostrašných –273,18 °C (-459,67 °F).

Na druhej strane, nie je známa horná hranica možnej teploty, ale v našej slnečnej sústave má najvyššiu teplotu slnečné jadro, a tá dosahuje úchvatných 15 000 000 °C (27 000 000 °F). Bežný rozsah teplôt na Zemi je taký, že existuje iba málo miest na zemeguli, ktoré nie sú vhodné pre život človeka. Obvyklá telesná teplota u človeka sa pohybuje v rozsahu 36,1 °C až 37,8 °C (97 °F až 100 °F), pričom Eskimáci žijú za polárnym kruhom a beduíni sa pohybujú po púšťach severnej Afriky.

Priemerná teplota na svete sa pohybuje okolo hodnoty 14,5 °C (58 °F), čo je príjemné na fyzickú prácu. Samozrejme, niektorí ľudia povedia, že teplota vo svete „je už raz takáto“ a že evolúcia by nemohla napredovať, keby bola iná – lenže takáto logika je chybná. Evolúcia by mohla existovať aj vo svete, kde by na planéte boli iba malé oblasti, ktoré by boli vhodné pre náš život. Nijaká iná známa planéta nemá také úzke pásmo teplôt, a navyše taký rozsah, ktorý umožňuje vode nachádzať sa väčšinu času v tekutom stave.

Voda ako súčasť života

V skutočnosti je voda vlastne veľmi zvláštna látka. Na Zemi sa s ňou môžeme stretnúť v rovnakom čase vo všetkých troch skupenstvách – vo forme tuhého ľadu, kvapaliny a tiež vo forme plynu v oblakoch. Každá molekula vody sa skladá iba z dvoch atómov vodíka a z jedného atómu kyslíka, pričom navyše pôsobí ako univerzálne rozpúšťadlo s vysokým povrchovým napätím.

Pravdepodobne najprekvapujúcejšie zo všetkého je, ako sa mení hustota vody. Voda dosahuje maximálnu hustotu pri 4 °C, čo znamená, že sa od toho bodu stáva nielen ľahšou pri zohrievaní, ale zároveň ľahšou aj pri ochladzovaní. Ako je známe, teplá voda stúpa s konvekčnými prúdmi, no známe je aj to, že ľad pláva. Ľad alebo paru môžu obsahovať aj iné planéty našej slnečnej sústavy, ale iba Zem je zaplavená vodou ako životodarnou tekutinou.

Voda v kvapalnom skupenstve zohrala kľúčovú úlohu pri vytváraní sveta, aký dnes poznáme, a pokiaľ je známe, život bez nej nemôže existovať. Na jednej strane platňová tektonika a horúce zemské jadro ustavične spôsobujú činnosť vulkánov a dvíhaním hôr vytváranie nových horských hrebeňov, na druhej strane práve pôsobením vody dochádza k ich opätovnému vyhladzovaniu a vyrovnávaniu. Neprestajné zvetrávanie spôsobuje rozdrobenie starnúcich hornín, pričom primárne zodpovedná je za to voda vo forme dažďa, ľadu a snehu. Kvapalná voda v potokoch riekach takisto rozdrobuje zvetrané horniny, odplavuje ich na roviny, kde vytvárajú nánosy, čím vznikajú tak veľmi potrebné živiny. Ešte viac živín sa prostredníctvom riek dostane do oceánov, kde sa stávajú potravou pre vodné rastliny, ktoré sa nachádzajú na samom konci potravinového reťazca v oceánoch.

Christopher Knight, Alan Butler - Kto vytvoril...
Christopher Knight, Alan Butler - Kto vytvoril Mesiac?
(Kliknutím na obrázok zväčši, otvoriť v novom okne)
Autor: Ikar

Nič z toho by, samozrejme, nebolo možné, keby sa obrovská väčšina vody na Zemi nenachádzala v tekutom stave. Iba dve percentá vody na Zemi predstavujú ľadovce a ľadovcové čiapky, 97% tvorí voda v moriach a oceánoch a iba jedno percento je dostupné na spotrebu človeka vo forme pitnej vody. Už pri malej zmene celkovej teploty na Zemi alebo systéme striedania ročných období by sa charakter vody na našej planéte zmenil. Ako sme mali možnosť pochopiť, výraznejší sklon zemskej osi by mohol pravdepodobne viesť k zamŕzaniu oceánov. To by spôsobilo celkový pokles teploty zemského povrchu s následným ešte väčším zamŕzaním. Na druhej strane, keby zemská os nebola vôbec naklonená, rovníkové oblasti by sa stali neznesiteľne horúcimi a charakter počasia na celej planéte by sa radikálne zmenil.

Z knihy autorskej dvojice Christopher Knight, Alan Butler – Kot vytvoril Mesiac, vydal Ikar.

© AUTORSKÉ PRÁVA VYHRADENÉ

#Zem #mesiac #ročné obdobia
Sleduj najnovšie články na našom Facebooku
Ponuky zo Zľavy.Pravda.sk