W dyskusji o Księżycu Profesor Jadczyk na jego stronie zadał bardzo istotne pytanie, na które odpowiedź rozrosła się tak, że muszę ją ująć w oddzielną notkę. Wstawienie całości do komentarzy na stronie Układu Otwartego byłoby chyba trochę nie na miejscu.
Prof. Jadczyk pisze:
@Tadeusz Tumalski
Ma Pan rację Panie Profesorze, ten element nie znalazł w moim artykule z Florydy żadnej wzmianki. Cały temat powstania Księżyca wyrósł w moich artykułach od strony tektoniki płyt. Stąd też, kiedy dzisiejsza tektonika płyt z parametrami gęstości we wnętrzu Ziemi z jednej strony, paleontologiczna długość dnia ziemskiego z wiekiem Księżyca i jego wnętrzem z drugiej strony zamknęły się w dość spójny, jak mi się wydaje, obraz zdarzeń sprzed 4,6 miliarda lat, trochę przegapiłem bliższy opis tego mechanizmu, uznając go za udowodniony przez zbieżność liczb i faktów z historii Ziemi i Księżyca. Jednak, jak Pan słusznie zauważył, sama zbieżność liczbowa dowodem jeszcze nie jest, stąd cały artykuł stoi trochę na jednej tylko nodze zbieżności liczb i faktów, a brakuje opisu samego mechanizmu. Przedstawię tutaj w zarysie moje wyobrażenia, jak to mogło się odbyć.
Badania paleontologiczne długości dnia (LOD) obejmują czas, kiedy Księżyc już był na orbicie, przez co rotacja Ziemi była już wyhamowywana. Stąd możemy przyjąć, że rotacja Ziemi przed powstaniem Księżyca była nieco szybsza od tej granicznej 4h. Ziemia na rys.(a) jest zatem układem "przegrzanym" rotacyjnie, co oznacza, że przy wysunięciu z centrum siła odśrodkowa działająca na stałe jądro wewnętrzne jest większa od 'centrującej' siły grawitacji. Każde wysunięcie stałego jadra wewnętrznego z osi rotacji musiałoby je przesunąć do punktu (poza centrum Ziemi) równowagi siły odśrodkowej i centrującej grawitacji. Jednak dodatkowym elementem stabilizującym położenie jądra wewnętrznego jest hydrodynamiczne działanie płynnego jądra zewnętrznego. Każde wysunięcie jest 'korygowane' przez wzrost ciśnienia po stronie zachodniej. Ten stan równowagi utrzymuje się tak długo, aż jądro wewnętrzne w procesie solidifikacji (rozrostu) osiągnie taką średnicę, przy której załamie się stabilizujące, hydrodynamiczne działanie płynnego jądra zewnętrznego. Powierzchnia stałej kuli jądra wewnętrznego staje się tak duża, że w jakimś momencie nierównomierność rozkładu sił konwekcji połączona z orbitalną siłą odśrodkową działającą na jądro wewnętrzne (Ziemia na orbicie nie różni się dynamicznie od centryfugi do mleka czy plutonu do bomb atomowych) pokonują centrującą "dźwignię hydrodynamiczną" płynnego jądra zewnętrznego. Jądro wewnętrzne zostaje wyrwane (wypchnięte) z centrum płaszcza i zaczyna poruszać się w kierunku 'od osi obrotu Ziemi' "szukając" nowego, dynamicznego punktu równowagi. Ruch jądra wewnętrznego i połączona z nim cyrkulacja płynnego wnętrza Ziemi (rys. b) zakłócają równowagę hydrostatyczną całego globu. Fala czołowa w kierunku ruchu wypiera płaszcz i skorupę ponad powierzchnię równowagi. Dla wyrównania ciśnienia hydrostatycznego płaszcz Ziemi reaguje grawitacyjnym skurczem. Proces ten zaczyna się po przeciwnej ("zawietrznej") stronie ruchu jądra wewnętrznego i rozchodzi się falą na drugą stronę globu. Podłużna fala sejsmiczna (P) dodaje się i wzmacnia ukierunkowaną cyrkulację w płynnym wnętrzu Ziemi.
Fala poprzeczna (S) przenosi się w płaszczu na drugą stronę globu. Fala ta, połączona z odkształceniem płaszcza falą uderzeniową niesioną przez jądro wewnętrzne, zwiększa deformację płaszcza w kierunku ruchu jądra wewnętrznego.
Suma tych fal powoduje w rejonie największych odkształceń pękanie płaszcza Ziemi i wyrzucanie ciekłej lawy ponad powierzchnię skorupy ziemskiej. W miejscu rozerwania płaszcza Ziemi tworzy się duży krater o średnicy setek kilometrów. Z kształtu kraterów wulkanicznych możemy wnosić, że miejsce, gdzie fala czołowa przerwała płaszcz Ziemi utworzył się podobny w kształcie krater.
Otwarcie płaszcza i wypływ lawy pogłębiają zakłócenie równowagi hydrostatycznej we wnętrzu Ziemi i przyspieszenie grawitacyjnego kolapsu całego globu. W strumieniu lawy wyrzucanym przez powstały w płaszczu krater unoszone jest stałe jądro wewnętrzne. Decydującym momentem jest przelot kuli jądra wewnętrznego przez płaszcz Ziemi (rys. c). Dla wyrzucanej z wnętrza Ziemi lawy krater spełnia funkcje dyszy de Laval. W miarę zbliżania się do otworu w płaszczu efekt dyszy powoduje, że strumień lawy przyspiesza, a z nim i stałe jądro, gdyż różnica gęstości między czynnikiem stałym i płynnym jest niewielka. W czasie przelotu stałej kuli jądra przez otwór w płaszczu przekrój otworu krateru gwałtownie się zmniejsza, co wzmacnia efekt dyszy. Z samej zasady działania dyszy de Laval wynikałoby zatem, że przelatując przez krater w płaszczu Ziemi, stałe jądro wewnętrzne może być rozpędzane do prędkości sejsmicznych, a nawet nadsejsmicznych.
Tutaj należy jeszcze dodać, że prędkość propagacji podłużnych fal sejsmicznych (P) ("sejsmiczny Mach1") to 5,4 km/s, co jest już wartością zbliżoną do pierwszej prędkości kosmicznej. Jeśli do tego dodamy jeszcze wektorowo poziomą prędkość z rotacji Ziemi, to może się okazać, że uzbiera się z tego pierwsza prędkość kosmiczna. Te fragmenty Ziemi, które uzyskały pierwszą prędkość kosmiczną odlatują na orbitę. Z nich powstaje Księżyc. Dominująca siła grawitacji stałego jądra wewnętrznego 'zbiera' dość szybko na orbicie fragmenty płaszcza i lawę wnętrza Ziemi.
Znakomita większość wyrzuconej z wnętrza Ziemi materii spada na powierzchnię, a przez większą gęstość załamuje i wgniata na dużych powierzchniach płaszcz do wnętrza.
Model, który tutaj i w artykule Earth-Moon System przedstawiam wydaje mi się trochę bardziej spójny i logiczniejszy, niż mnożenie bytów kolizyjnych i hipotetycznych Protoplanet uprawiane ostatnio ze wzmożoną energią. Przy czym niedawna idea, że w punkcie libracyjnym Ziemi (L4 albo L5) mogła powstać jakaś Teja, jest kolejną, jeszcze bardziej wątpliwą próbą, wyjaśniania wszystkich zjawisk w Układzie Słonecznym jakimiś zderzeniami i kolizjami. Punkty libracyjne L4 i L5 nie są miejscami, w których może powstać jakaś mini-planeta. Widać to najlepiej po tym, że wokół punktów L4 i L5 gromadzą się mniejsze obiekty kosmiczne i nie mając wystarczających prędkości względnych, ani wystarczającej masy nie tworzą większych obiektów.
Dr Maria T. Zuber (MIT) prowadząca aktualnie program GRAIL nazwała tę ideę 'Teja' "mocno udziwnioną". Co nie przeszkadza dalszemu mnożeniu publikacji na ten temat.
Łączę pozdrowienia
