.webp)
Satu hari berdurasi 24 jam tidak terjadi begitu saja. Bumi harus melalui berbagai perubahan signifikan hingga akhirnya terjadi keseimbangan sementara antara gaya pasang surut gravitasi dari Bulan dan Matahari.
Ketika Bulan terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, kemungkinan besar akibat tumbukan dahsyat, Bulan berada jauh lebih dekat dengan Bumi dibandingkan sekarang dan planet kita berputar jauh lebih cepat, sehingga durasi satu hari kurang dari 10 jam.
Sejak saat itu, Bulan perlahan bergerak ke arah luar, mencuri sebagian momentum sudut Bumi, sehingga rotasi Bumi melambat. Saat ini, seperti kita ketahui, satu hari di Bumi berlangsung selama 24 jam.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Namun, dengan kecepatan Bulan menjauh dari kita, yang diukur sebesar (3,78 cm) per tahun berdasarkan eksperimen menggunakan reflektor laser yang ditinggalkan di Bulan oleh astronaut Apollo, planet kita seharusnya melambat hingga mencapai 60 cm per tahun. Lalu apa yang memperlambat penurunan ini?
Para astronom dari University of Toronto dan University of Bordeux yang dipimpin oleh Hanbo Wu dari Toronto, kini punya jawabannya. Ini semua terkait dengan keseimbangan torsi yang diciptakan oleh gelombang panas di atmosfer Bumi dan gelombang gravitasi yang berasal dari Bulan.
Seperti yang kita ketahui, gravitasi Bulan menarik lautan di Bumi, sehingga mengakibatkan air pasang di sisi berlawanan dari planet ini seiring dengan tonjolan lautan yang mengikuti Bulan mengelilingi planet kita. Semakin besar massa tonjolan pasang surut di lautan, berarti gravitasi Bulan semakin menariknya, ditambah dengan efek gesekan antara pasang surut air laut dan dasar laut, hasil akhirnya adalah perlambatan putaran Bumi sekitar 1,7 milidetik setiap abad.
Namun, gelombang panas di atmosfer Bumi mampu mengatasi efek putus-putus ini jika periode resonansinya di sekitar planet beresonansi dengan rotasi Bumi. Suhu atmosfer mengontrol kecepatan gelombang panas, dan saat atmosfer memanas, ia membengkak, sehingga menciptakan jenis tonjolan lain.
"Sinar Matahari juga menghasilkan gelombang atmosfer dengan jenis tonjolan yang sama," kata Norman Murray, dari Canadian Institute for Theoretical Astrophysics di University of Toronto, seperti dikutip dari Space.com.
"Gravitasi Matahari menarik tonjolan atmosfer ini, menghasilkan torsi pada Bumi, namun bukannya memperlambat rotasi Bumi seperti Bulan, ia malah mempercepatnya," ujarnya.
Dalam sebagian besar sejarah Bumi, pasang surut Bulan 10 kali lebih kuat dibandingkan pasang surut termal, sehingga rotasi Bumi melambat.
Namun, berdasarkan model sirkulasi atmosfer global dan bukti geologis mengenai pita pada batuan sedimen yang berhubungan dengan pasang surut musim semi dan perbani di masa lalu, semua ini berubah antara 2,2 miliar hingga 600 juta tahun yang lalu.
Saat atmosfer menghangat (dibuktikan dengan kurangnya glasiasi selama periode ini), gelombang panas bertambah besar dan cepat hingga memasuki frekuensi resonansi dengan rotasi Bumi.
Resonansi adalah sejenis amplifikasi. Analogi yang umum adalah seorang anak sedang berayun, sehingga memberi mereka dorongan pada waktu yang tepat, sinkron dengan lengkungan ayunannya, dan mereka akan mengayun lebih cepat dan lebih tinggi. Hal serupa terjadi pada resonansi di alam.
Sekitar 2,2 miliar tahun yang lalu, gelombang panas mulai mengelilingi bumi dengan jangka waktu hampir 10 jam, sedangkan lama hari di Bumi adalah 19,5 jam. Dengan kata lain, gelombang panas mengelilingi Bumi dua kali untuk setiap rotasi Bumi pada porosnya, dengan resonansi sebesar 2:1.
Resonansi ini hanya memperkuat gelombang panas, sehingga tonjolan atmosfer bertambah besar dan tarikan Matahari menjadi cukup signifikan untuk menyamai tarikan Bulan.
Akibatnya, perlambatan rotasi Bumi akibat pasang surut Bulan mulai diimbangi dengan percepatan pasang surut termal. Untuk jangka waktu yang lama antara 2,2 miliar tahun dan 600 juta tahun yang lalu, panjang hari di Bumi tidak terus melambat, namun tetap pada 19,5 jam.
Akhirnya, kedua gaya pasang surut tersebut bergerak tidak sinkron, dan selama 600 juta tahun terakhir rotasi Bumi mulai melambat lagi. Saat ini, durasi satu hari adalah 24 jam, sedangkan gelombang panas membutuhkan waktu 22,8 jam untuk mengelilingi Bumi.
Namun, situasi ini belum diperbarui. Meskipun pengukuran baru-baru ini menunjukkan bahwa rotasi Bumi sedikit meningkat, dalam jangka panjang Bumi mungkin tidak akan kembali ke masa ketika gaya pasang surut saling menyeimbangkan.
Sebaliknya, perubahan iklim dapat membuat gelombang panas semakin tidak sinkron dengan rotasi planet, sehingga meningkatkan dampak gelombang Bulan dalam memperlambat planet ini.
"Seiring dengan peningkatan suhu Bumi akibat pemanasan global, kita juga membuat frekuensi resonansi ini semakin tinggi, kita membuat atmosfer kita semakin menjauh dari resonansi," kata Murray.
"Akibatnya, torsi Matahari berkurang dan panjang hari akan bertambah lebih cepat dibandingkan sebaliknya," tutupnya.
(rns/rns)
