AZ ÁRAPÁLY HATÁSA

A közvetlen hatás elsősorban abban nyilvánul meg, hogy a víztömegek ritmikus fel-le mozgása lassan csiszolja a tengerpartokat. Az árapály a levegőben áramlásokat kelt, s a különféle mélytengeri áramlási rendszereket is bonyolult módon befolyásolja; mindennek összességében jelentős éghajlati kihatásai lehetnek, vizsgálni őket azonban elég nehéz (Both, 2000).

A PERDÜLETÁTRENDEZŐDÉS

    A (kezdetben) közeli Hold hatása

A tengeri dagályhullámok magassága érzékenyen függ a két bolygó távolságától, annak köbével fordítva arányos (ha a Föld forgási és a Hold keringési szögsebességét állandónak vesszük). Vagyis a fele olyan közel lévő Hold nyolcszor olyan magas dagályokat keltene (Comins, 1994). Mivel kísérőnk folyamatosan távolodik, a múltban közelebb volt, s a maihoz képest igen magas, akár százszor akkora dagályok sok kilométerre behatoltak a szárazföldekre. Mielőtt az apály megkezdődött, sok ásványi anyagot magukba oldottak, s azt azután visszahurcolták az óceánba, ahol azután a tenger további ritmikus mozgása jól elkeverte őket a szén-dioxidban dús vízzel. Hasonlóan jártak a folyók által a vízbe hordott anyagok is. Ezzel alakult ki az az „ősleves", amiben azután kifejlődhetett az élet.

A folyamat Hold nélkül is végbement volna, de jóval lassabban. A Napnak is van árapályhatása a Földre; igaz, az általa keltett dagályhullámok a maiaknak csak az egyharmadáig emelkednének. A valóságoshoz képest nagyon sokáig tartana, mire ezek elég ásványt vinnének magukkal a tengerekbe, a keveredésről már nem is beszélve. Ezért az „ősleves" csak jóval később alakult volna ki, s az első élőlényeknek is csak kevés és nem túl változatos táplálék jutott volna. A magas dagályhullámoknak köszönhetően a tengerpartok széles sávja került periodikusan víz alá. Az ősi élőlények többnyire itt éltek, s mivel a vízáramlás több órán át érte őket, sok szerves anyaggal találkoztak, amelyek egy részét fel is használták.

A két bolygó ezután fokról-fokra távolodott egymástól. Szerencsés körülmény, hogy mire a földi állatok eljutottak addig, hogy kikapaszkodjanak a szárazföldekre, a dagályhullámok magassága már eléggé lecsökkent, így ebben viszonylag kevéssé zavarhatták őket. (A túl nagy dagály messzire kivethette volna a szárazföldekre az alapvetően tengeri élőlényeket, akik, ha nem találnak vissza elég gyorsan, elpusztulhatnak.) A kontinensek viszonylag gyors meghódítása pedig elősegítette a fejlettebb fajok, pl. az ember kifejlődését is.

A Hold tehát igen erőteljesen siettette az élet kialakulását és az utána következő evolúciót.

  A földforgás lassulása

    Megnő a napok hossza: újabb lehetőségek az élővilágnak

Közvetlenül az óriás ütközés után a Föld forgási periódusa - azaz egy nap hossza - 6 óra lehetett. Ez mára a Hold és a Nap együttes árapályhatására 24 órára nőtt. Ha nincs a Hold, a Nap ugyan fékezte volna valamennyire a Föld forgását, de az eltelt évmilliárdok során a napok hossza alig változott volna; napjainkban még mindig kb. 8 óra lenne. (A dolgot bonyolítja, hogy a legújabb elméletek szerint - lásd a korábbi egyik fejezetet - a Föld eredetileg igen gyorsan forgott, s éppen az a bizonyos ütközés fékezte volna le úgy, hogy 6 órára nőtt a periódusidő. Ha ez igaz, és elmarad a becsapódás, akkor az itt megadottnál is rövidebb időtartamokkal kellene számolni, bár ezeket egyelőre hozzávetőlegesen sem ismerjük.)

Ez azt jelenti, hogy a Nap mindössze 3-4 óráig világít, amit egy hasonlóan rövid, de a mainál sötétebb, holdtalan éjszaka követ. Vagyis az állatoknak, ha alkalmazkodnak ehhez a ciklushoz, csak 3-4 órájuk lenne táplálékkeresésre, a valóságos, kb. 12 óra helyett. Hasonlóan kevés idejük lenne párkeresésre, fészeképítésre és pihenésre is, a rövid éjszakákon. Ez alaposan befolyásolná az állatok életmódját, arra kényszerítve őket, hogy pl. beérjék kevesebb táplálékkal, amit gyorsabban össze lehet gyűjteni - ehhez a mostaninál hatásosabb anyagcserével, illetve kisebb testmérettel kellene rendelkezniük - , vagy ne alkalmazkodjanak, s éjjel is járjanak táplálék után - ehhez viszont különleges „éjjellátó" érzékszerveket kellett volna kifejleszteniük. A növények közül azok, akik virágaikkal, leveleikkel követik a Nap látszólagos égi mozgását (pl. napraforgó, egyes papsajtfélék), valószínűleg más fejlődési irányt vettek volna, mivel a 3-4 óra alatt körbejáró Nap túl gyorsan halad, s a növények aligha tudnak ilyen sebességgel utána fordulni.

A valóságban minderre nincs szükség, mivel a napok viszonylag kényelmesebb tempóban múlnak, ehhez az állatoknak és a növényeknek is jóval könnyebb idomulniuk. Több a lehetőség az ennivaló megkeresésére, nincsenek rászorulva kelleténél hatékonyabb anyagcserére, sem a kisebb testre, ami az élet más területén esetleg hátrányos helyzetbe hozná őket. A holdvilágnál pedig az éjszakai állatok is jobban boldogulnak.

Megváltoznak a szélrendszerek

A szél olyan légáramlás, amely az egyes területek fölötti levegő nyomás- és sűrűségkülönbségeit egyenlíti ki. Energiát hordoz, amely a Napból származik, az ui. eltérően melegíti fel a Föld különböző régióit. Pl. jobban a sötétebb szárazföldeket, kevésbé az óceánokat, jobban az egyenlítő vidékét, s csak alig a sarkokat. A melegebb területeken a levegő kitágul, egy része fel is emelkedik; csökken a sűrűsége. A sarkvidéken tehát sűrűbb lesz a levegő, mint pl. az egyenlítőnél. A különbség kiegyenlítésére megindul a légmozgás a sarki területekről a trópusok felé. Ha más hatás nem lenne, az északi félgömbön a szelek alapvetően északias, a délin délies irányúak lennének. A felszín ezt nem követi teljes egészében, itt ui. tereptárgyak és egyéb körülmények (pl. éppen az iménti óceán-szárazföld eltérés, vagy más, lokális felmelegedési különbségek) is módosítják a szél irányát.

A forgó vonatkoztatási rendszerben (s így a Földön) azonban fellép az ún. Coriolis-féle tehetetlenségi erő, amely a mozgó tárgyakra hat (F = 2m v × w, ahol m a tárgy tömege, v a sebessége, w a forgó rendszer szögsebessége). Ez téríti el a Foucault-ingát is, a szeleket viszont nyugat-keleti irányúvá fordítja. Ezért az északi félgömbön a szél nem északról, hanem északnyugatról, a délin pedig délnyugatról fúj.

A Hold hiányában a Föld forgási periódusa ma legfeljebb 8 óra lenne, azaz háromszor gyorsabban forogna, ezért az eltérítő erő is háromszor akkora lenne. Ez egészen eltérő szélrendszereket alakítana ki, mint a valóságban (Comins, 1994). Mindenekelőtt, sokkal erősebb légmozgások lennének. Egy átlagos, szélcsendesnek mondható napon pl. 15-20 m magas hullámok lennének a tengereken. A földfelszín kiemelkedő pontjai is gyorsabb erózión mennének keresztül. A légmozgások iránya is más, határozottabban nyugatias volna, sokkal ritkábbak lennének az északias vagy délies szelek.

Ez alaposan megnehezítené az állatok kijutását a szárazföldekre, mivel a próbálkozókat könnyen a sziklafalakhoz csaphatnák a hullámok. Ezért csak a védettebb, homokos partú öblökben szállhattak volna partra, ami megint csak a lehetőségek beszűkülését jelenti. De nemcsak a kontinensek benépesülése szenvedne késedelmet, a tengereken vadászó madarak dolgát is alaposan megnehezítené. A tengeri hajózás is más fejlődési utat követett volna: nem valószínű, hogy az emberek fatestű vitorlás hajókkal kísérleteznek ilyen erős szelek mellett. A hajózás igazán csak a kellően biztonságos, vasból épült, motoros vízi járművek feltalálása után kezdődne, ennek összes következményével együtt, de a repülőgépek tervezésekor is számolni kellene az erős szelekkel.

A szárazföldi élőlényekre is komoly hatásuk lenne. Mivel az állandó, viharos erejű légmozgások kicsavarnák a nagyra nőtt fákat, lenne egy bizonyos magassági korlát, ami fölé sem ők, sem más növények nem mennének. A magányosan állóba könnyebben belekaphat, ezért a növények többnyire foltokban, csoportosan nőnének. S valószínűleg nem függőlegesen felfelé, hanem ferdén, rátartással az állandó szélirányra, vagy a földhöz simulva, estenként belekapaszkodva. A gyökereiket is mélyebbre eresztenék, hogy minél jobban megkapaszkodjanak a talajban. Kisebb felületű leveleket növesztenének, mert abba kevésbé kapaszkodhat a szél, valószínűleg a tűleveleket részesítenék előnyben. Ez viszont kis felületével a fotoszintetizis teljesítményének szabna korlátot. Az állatok is inkább a földhöz simulnának járás közben. A végtagjaikkal erősebben tudnának a talajba kapaszkodni, a testük „áramvonalasabb" lenne, pl. nem növesztenének nagy füleket. Mivel a fák alacsonyak, nem lennének fánlakó állatok, de talán többen élnének a föld alatt.

A szelek iránya és ereje az egész éghajlati rendszerre kihatással lenne, pl. más irányba és gyorsabban kergetnék a különböző hőmérsékletű és páratartalmú légtömegeket, az esőfelhőket, és a tengeri áramlatokat, mint a valóságban.

A Hold nélküli világban a bioszféra a sok korlátozó körülmény következtében jóval kevésbé lenne változatos, mint a valóságban.

 A földi magnetoszféra módosulása

A Föld és a bolygók mágnese terét - volt már szó róla - az ún. dinamó-hatás kelti. Ez abból származik, hogy a külső, szilárd köpeny és a belső, folyékony, vasban gazdag mag nem egészen azonos forgást végez; ez építi fel a mágneses mezőt.

Bizonyos elméletek szerint a Hold keltette árapálynak komoly szerepe van abban, hogy a földköpeny és a mag nem ugyanúgy pörög. A Hold fékezi a Föld forgását, közvetlenül a kéregét. Az ez alatti világra viszonylag kevesebb hatása lehet. A kéreggel együtt forgó köpeny a maggal állandóan súrlódik, így az is lassulni fog, de csak bizonyos időkéséssel a köpenyhez képest. A mag tehát mindig valamivel gyorsabban forog. Az elmélet tehát a Hold keltette árapállyal magyarázná a köztük meglévő sebességkülönbséget, s ezáltal a mágneses tér létét.

Annak pedig komoly szerepe van a földi élet védelmében. A Földet ugyanis állandóan érik a világűrből különféle veszélyes sugárzások. A legtöbbjük nagy sebességgel haladó töltött részecske, amelyek vagy a kozmosz messzebbi régióiból, vagy magából a Napból érkeznek. Az előbbiek közül legveszélyesebb a kozmikus sugárzás, amely többségében nagyon gyors protonokból áll. (A mozgási energiájuk megközelítheti az 1 Joule-t!) Az eredete még ma sem teljesen világos, egy része a távoli szupernóvákból származhat. Az ezek által a régmúltban kibocsátott sugárzások folyamatosan érik a Földet.

A Napból kiáramló töltött részecskék összességét napszélnek hívjuk. Ezek nagy része is proton, de sok másfajta is van köztük. Lassabak, könnyebben kezelhetőbbek, mint a kozmikus sugarak. A mágneses védőernyő erőt fejt ki a Föld felé közeledő töltött részecskékre, eltérítve őket északi vagy déli irányba, s nagy részüket végül ún. sugárzási övezetekbe tereli. Ezeket holland felfedezőjük nyomán van Allen-féle övezetnek hívjuk. Két ilyen zóna létezik, egy külső és egy belső, s mindkettő messze, több ezer km távolságban húzódik a földfelszíntől. (A holdutazások során az űrhajók át is haladtak rajtuk, mivel nem lehet megkerülni őket, s az asztronauták csak a rövid ott-tartózkodási időnek köszönhették, hogy nem érte őket komolyabb károsodás.) A Föld van Allen-övezete jelenleg telített a folyamatosan bejövő részecskékkel. Ami ezen felül érkezik, elsősorban a naptevékenység maximuma idején, azt viszont beengedi, ezek a levegő molekuláival ütközve sarki fényt keltenek, és esetleg kisebb-nagyobb károkat is okozhatnak idelent a bioszférában. Hogy mi történne a földi élővilággal a mágneses védőpajzs nélkül, arról egy későbbi fejezetben lesz szó, ha azonban az előbbi elmélet igaz, a Holdnak komoly érdemei lehetnek a földi élet védelmében.

Más elméletek a forgó földmagban keringő, és a konvekciókkal fel-le is elmozduló töltésekel magyarázzák a magnetoszféra kialakulását. Ha ez így van, akkor, minthogy a Hold nélküli Föld 3-szor gyorsabban forogna, a mágneses térereje is csaknem ennyiszerese lenne a valóságosnak (Comins, 1994). Ez pedig kétségkívül hathatósabb védelmet biztosít a sugarakkal szemben. Tehát az is elképzelhető, hogy a Hold jelenlétének enyhe negatív kihatása is van a bioszférára.

 A FÖLDFORGÁS STABILIZÁLÁSA

Az életnek „rendezett" körülményekre, kiszámíthatóan ismétlődő folyamatokra (pl. időjárásra) van szüksége, olyanokra, amelyekhez nem túl nagy erőfeszítések árán lehet alkalmazkodni, s egy idő után „beállni". A Földön ma stabil éghajlati övek vannak, s mindegyikben a nekik megfelelő, ahhoz már kellően idomult élővilág rendezkedett be. Mindezt a Hold kiegyenlítő árapályereje alakította így.

Ha nem létezne, a fentiek értelmében a Föld forgástengelye viszonylag lassan, de rendszertelenül változna, mégpedig 0 és 85o között, ami lassú, de folyamatos klimatikus átalakulást okozna. Ráadásul, minél jobban megdőlne a forgástengely, annál szélsőségesebbé válnának az éghajlati körülmények is a Földön.

Két kutató, Darren M. Williams és James F. Kasting 1997-ben megjelent tanulmányukban modellezték a földi klímát, azzal az alapfeltevéssel, hogy a forgástengely az Uránuszhoz hasonló helyzetet vesz fel (Sky and Telescope, 1998). Ekkor a mostani egyenlítői vidéket gyakran hó borítaná, míg a sarkoknak nagyon komoly hőingadozást kellene kiállniuk. Nyaranta az északi póluson +50, a délin +80 oC-ig emelkedne a hőmérséklet (a különbséget az eltérő vízmennyiség okozza a két sarkon), míg télen a valóságosnál is hidegebb lenne. A kontinensek belsejében, távol a rengeteg hőt tároló óceánoktól, a hőmérséklet +45 és -25 oC között ingadozna. A jégrétegek leolvadása következtében időnként hatalmas áradások lennének, de a tengermélyi bonyolult áramlási folyamatok is megzavarodnának.

Ráadásul a Földön a nappalok és az éjszakák a sarkok felé haladva hosszabbodnának, ott már fél évig tartanának. A tengely elfordulása miatt az éghajlati övek viszonylag gyorsan vándorolnának. A bioszférára nézve ez komoly megterheléssel járna, s néhány tíz millió évre számítva, a változásoknak tragikus következményei lennének. Ilyen rövid időtartamok alatt nyilván nem lehet alkalmazkodni, ezért az állatok többsége jórészt állandóan vándorolna, mindig a kedvező éghajlatú vidékeket keresve, a növények pedig vagy berendezkednek a szélsőséges körülmények elviselésére, vagy időnként nagy kipusztulási hullám söpörne végig rajtuk.

Valószínű, hogy az élet ilyen mostoha viszonyok mellett nem fejlődhetett volna a mai szintre a Földön. Ezért nagyon fontos a forgástengely viszonylagosan stabil állapota, amelyet a Holdnak köszönhetünk.

A SZILÁRD DAGÁLYOK TEKTONIKAI HATÁSA: FESZÜLTSÉGEK A KÉREGLEMEZEKBEN, ÁRAPÁLYFŰTÉS

A szilárd dagályok a földkéreg kismértékű megemelkedései a Hold hatására. Ez ma mindössze néhány cm-es eltérést okoz, de régebben nagyobb lehetett. A Hold akkoriban közelebb keringett, mint ma, és a földkéreg is vékonyabb volt, ezért a szilárd dagályok a múltban komolyabb felszínformáló erőt képviselhettek.

A forgás lassulása következtében csökken bolygónk lapultsága. A forgó rendszerben fellépő egyik tehetetlenségi erő, a centrifugális erő váltja ki ezt a fajta torzulást. Forgó rendszerben ui. egy folyadék felszíne a rá ható erők eredőjére merőlegesen áll be. A Földé ugyan sokkal lassabban változik, mégis, mára ilyen alakra állt be. Ha ez a múltban is így volt, akkor 2 milliárd éve a lapultság mértéke 1,65-ször volt nagyobb a mainál, 5,23 × 10-3.

Törések a kéreglemezekben, földmozgások. A földforgás lassú fékeződése, a naponta többször ismétlődő felfelé húzó erő fokozatosan felhalmozódó feszültségeket keltett a földkéregben. Ezek egy idő után többnyire földrengésekben vagy törések kialakulásában oldódtak fel; ez utóbbiak bizonyos szélességi körök szerinti elrendeződést mutatnak (Varga, 1994).

Ez előjön pl. a földrengések energiájának területek szerinti megoszlásában is. Kimutatták pl., hogy a földrengések energiája maximális az árapálysúrlódás erőinek maximuma környékén, a +45o szélességi körök mentén. Végeredményben, a Föld tektonikus tevékenysége nem csupán a belső erők következménye, közvetlenül is függ az árapályhatástól az egész bolygón.

Ha azonban a törésvonalakat, vagy az óceáni hátságokat vesszük szemügyre, mást is találhatunk. Itt, a „lassú víz partot mos" elv alapján, végül tartós és jelentős elváltozások is keletkezhettek, amelyek örökre megváltoztathattak bizonyos dolgokat a Földön, pl. vulkanizmusra, hegységek képződésére, esetleg a kontinensek mozgásának meggyorsítására-lelassítására gondolhatunk.

Vulkanikus időszakok. Egyes francia kutatók most új elmélettel álltak elő, amely jóval nagyobb jelentőséget tulajdonít ennek a jelenségnek (http://www.origo.hu/tudomany/real/000127ahold.html). Szerintük a Nap és a Hold együttes árapályereje határozottabban is befolyásolhatta a földkéregben, illetve alatta lezajló folyamatokat. Az elgondolás három olyan korszakot jelöl meg, mikor ez az együttes hatás erős rezgéseket kelthetett a mélyben. Ezek az oszcillációk feszültségeket okoztak a Föld magjában, amelyek a felszín felé kipattanva, felrepesztették a kérget, s a kitörő magma teljesen átformálhatta a bolygó külső kinézetét. Globális vulkanizmus kezdődött, s a Föld egész felszíne megváltozhatott. Mindez az élővilágban is tetemes pusztítást végzett. Nemcsak a - feltehetően óriási mennyiségű - folyékony láva, a perzselő gázfelhők vagy kidobódott vulkáni tufa, hanem az éghajlati katasztrófák is. A nagy mennyiségű, magasra felemelkedő por és hamu hosszú időre eltakarhatja a Nap fényét ezáltal tartós lehűlést (erről lásd még a 4.3.1. fejezetet), a tűzhányókból a levegőbe kerülő szén-dioxid és egyéb, ún. üvegház-gázok viszont tartós felmelegedését idézhetnek elő. Igen hosszú időbe kerülhet, mire az autotróf élőlények képesek megbírkózni egy ilyen mértékű szennyezéssel, s a keletkezett sebek begyógyulnak. A tűzhányók lankadásával, a felhasadt kéregrészek összeforrásával lassan ismét helyreállt a Föld belsejének egyensúlya, és az élővilág később ismét birtokba vehette.

Az egyik ilyen eseménysor kb. 300 millió évvel ezelőtt történhetett, mikor az élőlényfajok nagy többsége kipusztult. Az így támadt ökológiai résbe annak idején a dinoszauruszok nyomultak be, s később uralkodóvá váltak az egész Földön. Az elmélet megmagyarázná a földrészek feldarabolódását (amilyen a Pangea szuperkontinensé volt mintegy 200 millió évvel ezelőtt), mivel azok így a keletkező repedések mentén válhattak el egymástól. Ha az elképzelésre találnának néhány közvetettebb bizonyítékot, az akár az ún. Nemezis-elmélet komoly vetélytársává (esetleg kiegészítőjévé) is válhat.

Árapályfűtés. Az árapályerő munkát végez a kéreglemezeken, azzal, hogy emelgetni próbálja őket. A fellépő súrlódás és a földkéreg anyagának viszonylagos rugalmatlansága megakadályozza, hogy darabok váljanak le belőle és a Hold felé gyorsuljanak; a kapott energia így hővé alakul, és végső soron a kőzetburkot és az alatta elhelyezkedő forró asztenoszférát hevíti. Ez a jelenség az árapályfűtés. A régmúltban természetesen jelentősebb volt, azonban ma sem lehet teljesen elhanyagolni. Tudjuk, hogy a Föld lassan, kívülről befelé haladva hűl. A mélyben lévő radioaktív elemek (uránium, tórium) bomlásából nem származik annyi hő, mint amennyit a bolygó szétsugároz, s az idő múlásával a mennyiségük is csökken. Ennek hosszú távon (természetesen 100 millió éves nagyságrendekben) súlyos következményei lehetnek. A Földet a geológusok szívesen hasonlítják egy hatalmas hőerőgéphez; az ún. belső erőket végső soron ez a radioaktív eredetű belső hő mozgatja, s az ő kifáradásuk leállítja a felszín megújulási folyamatait, s vulkánkitörések hiányában pl. az ásványkincsek és egyéb, az élőlényeknek fontos anyagok is inkább odalent maradnak. De részben átalakul a földi éghajlat is; a felszíni hőmérséklet ugyan túlnyomórészt a napsugárzástól származik, de azért valamennyivel a belülről érkező hő is hozzájárul. A Hold árapályfűtése azonban valamit javít a helyzeten, mivel az általa beadott hőenergia révén a belső hőmérséklet egy kicsit lassabban csökken, mint nélküle. Többek között ennek tulajdonítják, hogy a bolygók közül egyedül a Földön találtunk tartós lemeztektonikai mozgásokat. (Illés, 1995).

A HOLD MINT VÉDŐPAJZS A KOZMIKUS BECSAPÓDÁSOK ELLEN  EGY BECSAPÓDÁS KÖVETKEZMÉNYEI AZ ÉLŐVILÁGRA

A Hold keletkezésével kapcsolatban már volt szó róla, mi történik, amikor egy nagyobb tömegű égitest a Földre zuhan. Most azonban ennek kifejezetten az élőlényekre gyakorolt hatásáról lesz szó.

Egy meteor haladási sebessége a Naptól ilyen távolságban (a földpálya magasságában) átlagosan kb. 40 km/s lehet. Mivel azonban a Föld is mozog, az egymáshoz viszonyított sebességgel kell számolni. Ez pedig attól függ, milyen irányból jön az idegen égitest; akkor a legalacsonyabb (kb. 10 km/s), ha hátulról éri utol, s a legnagyobb (70 km/s ), ha szembe halad a Földdel. Becsapódásnál a mozgási energia számít, amely egyenesen arányos a tömeggel és a sebesség négyzetével. Csak a sebességet változtatva nem lenne valami széles energiaspektrumunk. Ezért inkább az érkező meteor tömegét, amely igen széles határok közt változhat (porszemtől a sok km-es kisbolygóig), szokás alapnak tekinteni.

A számítások szerint egy legalább 5 km átmérőjű aszteroida becsapódása az egész Földön éreztetné hatását. Vegyünk most egy ennél kétszer nagyobbat! Egy ilyen égitest a légkörbe hatolva ugyanúgy felizzana, mint kisebb társai. A kozmikus sebességgel közeledő sziklatömeg több ezer km3 levegőt söpörne félre az útjából, mielőtt a felszínt eléri. A légrétegek legfeljebb hangsebességgel térhetnek ki előle, ő viszont ennél sokkal gyorsabb, ezért a levegő összepréselődik előtte. Az egymásra torlódott rétegek erőteljes lökéshullámként terjednének szét az atmoszférában. Már ez is elég komoly károkat okozna, pedig az igazi robbanás csak ezután következne (Davies, 1994).

Ha az égitest valamelyik óceánba esik, több 100 m, akár 1 km magas szökőárhullám csaphat fel, amely a bolygót nagy sebességgel haladva többször megkerülheti, s a felszínen a magas hegycsúcsok kivételével mindent elpusztíthat. A néhány 1000 m vastag tengervízréteg aligha fékezheti le különösebben a kisbolygót, s az az alatta lévő kőzetekbe fúródva a szárazföldihez hasonló robbanást okoz. Mindkét esetben igen erős lesz a léglökéshullám s ez további romboló hatást fejt ki a bolygón. A nyomában haladó, felforrósodott gázok tűzvihart okozhatnak, elégetve a növények, elsősorban a fák nagy részét; a keletkező mérgező égéstermékgázok (szén-dioxid, de főleg a szén-monoxid) pedig további áldozatokat szednek az állatok köréből. A robbanás sok ezer km3 olvadt kőzetet emelne fel nagy magasságba, s ezek visszahullva, egy egész kontinensnyi területet beborítanának. A robbanás legalább 150 km átmérőjű tölcsért vágna a földkéregbe, a falai hegynyi magasságúvá gyűrődnének fel.

De lennének más, közvetett következményei is egy ilyen eseménynek. Ha a földpálya nem is változik meg különösebben, a forgástengely az ütéstől erősen eltolódhat, s ez az előbbiek szerint súlyos klímaváltozással járna.
Egy tengeri becsapódásnál sok víz is elpárologna, ami újabb globális méretű éghajlatváltozást okoz. Hosszabb-rövidebb nedvesebb időszak köszönthet be, több felhővel, esővel, gyakori és erőteljes viharokkal. A korábbi időjárási viszonyok esetleg csak sokkal később, vagy sohasem állnának vissza.

Fellépne a hírhedt nukleáris télhez hasonló állapot is. A robbanás által felkavart sok millió tonnányi por és hamu nagy része igen magasra, a sztratoszférába is felemelkedhet, s eltakarva a napfényt, a Földön sötétséget és hideget okozna. Az égbolt csak évszázadok alatt tisztulna meg teljesen, mikorra a por lassanként leülepszik; az esők ugyan gyorsan „lemossák" egy részét, csakhogy a többség a felhők szintjénél (2-10 km) jóval magasabbra juthat fel (20-40 km). Sok állat- és növényfaj számára ez a véget jelentené; a növények napfény híján nem tudnak fotoszintetizálni, így nem fejlődnek, s nem állítanak elő elég táplálékot az állatok számára sem. A táplálékláncot követve, a növényevő állatok kihalását az őket fogyasztó ragadozóké követné, s inkább csak a kisebb táplálékigényű (pl. kistermetű vagy jobb, gazdaságosabb anyagcserével megáldott) fajok maradnának életben. Mivel a tengerek jobban tárolják a hőt, mint a szárazföldek, jelentős hőmérsékleti különbségek alakulnának ki közöttük. Ennek következményei pedig erős viharok lehetnek a parti övezetekben.

A robbanás geológiai problémákat is okozhat. Lökéshullámokat indíthat el a magmában, amelyek nemcsak földrengéseket keltenek, de a földtanilag érzékenyebb helyeken - pl. törésvonalak, óceáni hátságok stb. - eltörhetnek a kérget alkotó lemeztáblák is. A sérülések nehezen gyógyulnának be; a földfelszín több pontján új tűzhányók születnének. A lökéshullámok megzavarnák a mélyben végbemenő bonyolult áramlások megszokott rendjét, s az egyensúly valószínűleg itt is csak hosszú idő múlva áll helyre. Addig pedig fokozott szeizmikus aktivitásra, így többek között vulkánkitörésekre és földrengésekre kell számítani.

Ha a mag és a köpeny közötti forgási ritmus megtörik, az a dinamó-hatás és vele a mágneses tér megszűnését vonhatja maga után. A Föld mágnese tere bizonyos, bár nagyságrendileg máig sem ismert védelmet nyújt a Föld lakóinak a világűrből érkező káros sugárzásokkal szemben. Ha most egyszerre megszűnne a mágneses mező, ezek mind a légkörbe kerülnének, s - bár itt a gázatomok fékeznék őket, ezzel valamelyest csökkentve a veszélyt - az élőlényeket sugársérülések érnék. A következmény lehet különböző rákos vagy egyéb betegségek kifejlődése s az élőlény pusztulása, hosszabb távon azonban veszélyesebb lenne a genetikai károsodás, amelynek eredménye az utódokban jelentkezne. A mutáns életformák kialakulása és elterjedése beláthatatlan következményekkel járna. Ez az élővilág végleges megváltozását, tartós károsodást, alkalmasint több faj elkorcsosulását vagy kipusztulását és a korábbi tápláléklánc, illetve az ökológiai rendszer összeomlását jelentené.

Egy ilyen ütközés minden következményét természetesen igen nehéz lenne számba venni. A Föld és a hozzá tartozó „járulékos rendszerek" - többek között maga az élővilág, a légkör, az éghajlat stb. - ehhez túl bonyolult és még csak részben ismert mechanizmusok szerint működnek.
De nem szabad alábecsülni az 5 km-nél kisebb meteorok becsapódását sem. Igaz, hogy ezek csekélyebb, lokális pusztításra képesek, ám ha „csak" egy földrész perzselődik fel, annak is komoly következményei lehetnek, közvetve az egész bolygó élővilágára is. Az érintett kontinensen pedig nemcsak kiirtja az élőlények nagy részét, de erősen hátráltatja az újrabetelepülést is.

Bizonyos elméletek szerint ilyen kozmikus katasztrófa többször is előfordult már a Föld történetében. Az újabban felállított kihalási görbéket - amelyek az idő függvényében ábrázolják az eltűnt fajok számát - úgy is lehet értelmezni, hogy a nagy kipusztulások kb. 26-30 millió évenként ismétlődnek, s velük együtt a kozmikus becsapódások száma is megugrik a Földön ugyanazokban az időszakokban. Az egyik elmélet szerint a Nap körül - erősen elnyújtott ellipszispályán, 26-30 millió éves periódusidővel - kering egy eddig ismeretlen, nagyméretű égitest, talán egy kisebb, sötét csillag, vagy egy nagyobb bolygó, esetleg ún. barna törpe. (Ez a kettő közötti átmenet, egy 6-8 jupitertömegű gázgömb, amely már nem bolygó, de még nem is csillag, mivel a tömege nem elég nagy, hogy meginduljon benne a termonukleáris fúzió. Csak az összehúzódás által termelt hő fűti, s az ebből származó infravörös sugárzást bocsátja ki.) Egy ilyen hosszú keringési időhöz nagyon nagy méretű pálya tartozik, amelynek naptávoli pontja, az afélium, 2,6 fényév (kb. 25 billió km) távolságban lehet a Naptól. Ez messze az ismert Naprendszer határain kívül van, kívül még az - egyelőre csupán feltételezett - Oort-féle üstökösfelhőn is. (Ebben becslések szerint igen nagy számú, legalább 100 milliárd és legfeljebb 10 billió üstökösmag kering napkörüli pályán.) Az ismert Naprendszer véget ér a Plútó bolygóval, amely kb. 40 Cs.E. (6 milliárd km) távol van a Naptól, a közel gömbszimmetrikus Oort-felhő viszont kb. az 500-2000 Cs.E. közötti zónában helyezkedik el, és - ha igaz - egy külső és egy belső övből áll. Mikor a csillag, keringése során napközelbe kerül, behatol ebbe az üstökösrajba is, megzavarva mozgásukat. (A pálya napközeli pontja, a perihélium a felhő belsejében van.) Az üstökösök pályája ilyenkor minden irányba eltérülhet, egyesek a Naprendszer belseje felé veszik útjukat, s az itteni nagy tömegű égitestek, főleg a bolygók magukhoz vonzhatják őket. Néhány a Földre is lezuhanhat; egy üstökösmaggal való találkozás éppoly pusztító lehet, mint a kisbolygó-becsapódás.

Az elmélet bizonyításához természetesen meg kellene találni ezt a titokzatos égitestet. A keresést már évekkel ezelőtt megkezdték. S bár eddig nem találták meg, az elmélet hívei látatlanban máris elnevezték Nemezisnek, a bosszúállás görög istennőjéről.
Ha az elképzelés igaz, akkor végső soron ez a csillag a felelős a nagy földi kihalásokért, melyek közül a leghíresebb a dinoszauruszoké volt, kb. 65 millió évvel ezelőtt. Ez esetben, úgy tűnik, több bizonyíték van a kozmikus ütközésre. A geológusok a 65 millió évnek megfelelő mélységben egy vékony, leülepedett porból és növényi hamuból álló réteget is találtak, amely nagy mennyiségű iridiumot tartalmazott. Mivel ez a fém a földkéregben egyébként csak igen csekély mennyiségben található, ezért feltehető, hogy vagy a világűrből, vagy a lenti magmából származik. A növények elégését, a port előidézheti mind a kozmikus becsapódás, mind a tűzhányók kitörései, így ez nem teljesen egyértelmű bizonyíték. Újabb híradások arról szólnak, hogy megtalálták magát a krátert is, Mexikóban, a Yucatan-félszigeten. Itt egy 170-180 km átmérőjű, rég betemetődött meteoritkráterre bukkantak, amelynek kora nagyjából megfelelő lehet. Ekkora asztroblémát egy kb. 10 km átmérőjű kisbolygó vájhat a földbe, s ez már kétségkívül előidézhetett globális katasztrófát. A többi kipusztulás vizsgálatánál azonban eddig nem találtak hasonló furcsa (pl. iridiumban gazdag) réteget, ezért arra egyelőre nincs bizonyíték, hogy összefüggés lenne az egyes esetek között.

 A HOLD NYÚJTOTTA VÉDELEM ÉS ANNAK CSÖKKENÉSE A TÁVOLODÁSSAL

A Földet akkor óvnánk 100%-osan mindenféle kozmikus „balesettől", ha minden irányból áthatolhatatlan fallal vennénk körül. Ehhez képest a valóságban minden védelmünket a Földet lomhán körülkeringő Hold adja. Az ember elsőre nehezen hinné, hogy képes lenne hatékonyan megakadályozni az ütközéseket, ahhoz túl kicsinek tűnik.

Ha megszemléljük a Hold túlsó oldalát, több ezer kisebb-nagyobb meteoritkrátert láthatunk. Többségük nagyon régi, akkoriban keletkeztek, mikor még sok bolygóközi törmelék keringett az űrben. A nagy meteorbombázás kora jórészt befejeződött, mire a földi élet kialakult (mai tudásunk szerint 3,5 milliárd éve). De a kráterek között akadnak jóval fiatalabbak is, s ezek közül néhány ma alighanem a Föld felületén éktelenkedne, ha a Hold véletlenül „nem jár arra", s nem kerül a közeledő aszteroida vagy üstökösmag útjába. Ha ez alatt a 3,5 milliárd év alatt csak egy-két nagyobbfajta ütközéstől kímélte meg a Földet, már az is komoly kihatással lehet az evolúció egész menetére.

3. feladat. Számítsuk ki a Hold nyújtotta védelmet!

a, A Hold hányadrészét takarhatja el összesen a Föld égboltjának? A holdpályát a továbbiakban az egyszerűség kedvéért egy l =384 400 km sugarú körrel helyettesítjük, míg a holdátmérő d = 3 476 km. Ekkor a teljes éggömb A felülete l távolságában
A = 4 p l2. Ebből a Hold, pályája mentén összesen egy l sugarú, d-nél kisebb magasságú gömbkorongot fed le, melyet, mivel l két nagyságrenddel nagyobb d-nél, egy szintén l sugarú és d magasságú egyenes hengerpalásttal helyettesíthetünk, melynek felülete:

a = 2 l p d, ez a teljes égboltnak a Föld középpontjából nézve a/A = d/2l =0,00452 része.
Ha a Föld tömegpont lenne, ez az arány lenne a valószínűsége, hogy a felé közeledő égitest áthalad ezen a sávon, s így a Holdnak van esélye elfogni, ha pályája megfelelő pontjában tartózkodik. A valóságban azonban bolygónk a Holdnál is jóval nagyobb méretű, ami bonyolultabbá teszi a számolást. A feladat geometriáját úgy adhatjuk meg, ha a Föld-Hold rendszert metsszük egy olyan, a holdpályára merőleges síkkal, amely keresztülmegy mindkét (tökéletes gömbnek képzelt) bolygó geometriai középpontján. Vegyük azt az egyenlőszárú háromszöget, amelynek alapja a Föld 2R = 12 756 km-es átmérője, vele párhuzamos egyik szelőszakasza pedig a tőle l = 384 400 km távolságban lévő Hold 2r = 3 476 km-es átmérője. Az alappal szemközti o csúcs legyen f szögű, a háromszög teljes magassága L. A Hold akkor védi ki 100%-os biztonsággal a felénk közeledő égitestet, ha az az f szög tartományán belül halad, és átmegy az o ponton. Kérdés: mekkora az f szög? Ha ezt az egyenlőszárú háromszöget két, egybevágó derékszögű háromszögre bontjuk, melyeknek befogói L és R, akkor a párhuzamos szelők tétele alapján:

R/r = L/(L-l),, ahonnan, átrendezve:

R/L = (R - r)/l = tg (f / 2). Behelyettesítve azt kapjuk, hogy f = 1,383 14o = 1o22’59",304 ; és L = 528 384,310 km.

Ez a szög igen kicsi, ráadásul a Földtől kiindulva keskenyedik, s csak a L távolságra lévő o pontban váltva lesz széttartó. A Föld kiterjedt égitest, ezért a világűrből nézve a Holdnak van „félárnyéka" is, amelyben még lesz valamekkora - de 100%-nál kisebb - esélye, hogy útját állja a betolakodóknak. Ezt úgy adhatjuk meg, ha az előbbi példában szereplő, egymástól l távolságra lévő, egymással párhuzamos, 2R és 2r átmérő-szakaszokat ezúttal az ellentétes végükkel kötjük össze. Az eredmény két csúcsával érintkező, hasonló, egyenlőszárú háromszög. Egyikük alapja a földátmérő, magassága legyen m, a másik alapja a holdátmérő, magassága n. Természetesen

l = n + m.

Az alappal szembeni szög legyen g. Ekkor az előzőhöz hasonlóan:

R/r = m/n = m/(l-m) , ahonnan:

R/m = (R + r)/l = tg (g / 2), végül:

g = 2,419 06o = 2o25’8",618

m = 302 082,700 km,

a Földtől ekkora távolságban vált a g szög tágulásba. A g is elég kicsi, az ezen belül található teljes védelmi tartomány, az f még kisebb. Ezt a két szöget a valóságban természetesen a teljes holdpálya mentén kell felmérni, de még így, térszögként is igen kicsiknek tűnnek. Ezt javítja valamivel az a tény, hogy a Naprendszer égitestjei jó közelítéssel az ekliptika síkjában mozognak (kivéve az Oort-felhő üstököseit, amelyek nem tudtak alkalmazkodni a belső rendszer „kötelező haladási irányához").

b, Ha egy aszteroida át is halad az előbbi hengerpaláston, a Holdnak, hogy valóban „elkapja", a megfelelő időpontban a megfelelő helyen kell lennie. Tegyük fel először, hogy a támadó áthalad a Hold középpontja által leírt körpályán. A Hold ekkor védheti ki a legnagyobb eséllyel. Képzeljük a (tökéletes gömb) Holdat azon két szélső helyzetébe, mikor még éppen beleütközik. Ekkor a két gömb egy, a pálya mögött lévő p pontban érinti egymást (éppen itt repülne át az érkező égitest is), míg középpontjaik p1-ben és p2-ben vannak. Koordináta-rendszerünk középpontját p-be helyezzük, x tengelyét a p1- p2 egyenesre, y-t pedig a holdpályával merőleges síkra. A két gömb középpontjai r-r távol vannak p-től.

A Hold most a p1és p2 közötti pályaív bármely pontjában elhelyezkedve kivédi a támadót. Annak esélye, hogy a bolygó éppen itt tartózkodik, megegyezik a p1- p2 ív és a teljes pályakerület hányadosával. Kérdés tehát a p1-földközéppont-p2 (= h) szög ívmértéke. Mivel pedig az előbbi három pont egyszersmind egy egyenlőszárú háromszög csúcsai, amelynél p a magasság talppontja, p1 és p2 pedig l távolságra van a Földtől,

r/l = sin (h / 2), ahonnan

hl = 2l arc sin r/l =3476,011 km, ahol hl a keresett ívhossz, a h szöget radiánokban mérjük.

Mivel az l távolság igen nagy r-hez képest, az ívhossz alig különbözik 2r-től. Ezért a pályaívek helyett a továbbiakban az előbb kijelölt koordináta-rendszerben mért egyenes távolságokkal dolgozunk, a Holdat pedig két, a koordináta síkon lévő, x tengely mentén, p1 és p2 között mozgó, r sugarú körrel helyettesítjük. Ezek jelképezik a Hold két szélső helyzetét, ahol még éppen belecsapódik az égitest. Ez egy tetszőleges q ponton halad át, egyelőre csak az y tengelyen. Minthogy a két kör érintési- vagy metszéspontja mindig egybe kell, hogy essen a q-val, ha ez az origó alatt vagy fölött helyezkedik el, 2r-nél kisebb lesz a középpontjaik által közrefogott tartomány, amelyen belül a Hold elfoghatja, így erre az esély kisebb lesz mint az előbb. Kérdés: a q pont y koordinátájától hogyan függ e két középpont távolsága? Ha ezt a három pontot összekötjük, egyenlőszárú háromszöget kapunk, amelynek szárai r hosszúak, a q y koordinátája a magassága (ez legyen b), alapja az iménti távolság (ez pedig 2c). A magasság mentén kettévágva, két egybevágó derékszögű háromszöget kapunk, amelynek r az átfogója, b és c a befogók. A Pitagorasz-tétel szerint:
             ______
c(b) = \/ r2 - b2

Mivel itt csak r állandó, b a független és c a függő változó, ez egy félkör egyenlete. Mivel b az y tengely mentén +r- től -r -ig változhat, végül is teljes kört kapunk, amelyet félkörönként b-re integrálva a területéhez, r2 p- hez jutunk. Mi azonban a 2c(b) függvényt kerestük, tehát a holdkorong területének duplája a keresett mennyiség.

Végső soron azon pályaíveket összegeztük, amelyek mentén elhelyezkedve a Hold ki tud védeni egy adott magasságban, de még a hengerpaláston belül érkező égitestet. Ezeket egyenként kellett volna elosztani a holdpálya kerületével, így viszont azt is integráljuk, s így (a szintén terület dimenziójú) hengerpalást-felületet kapjuk. Tehát annak Q valószínűsége, hogy a Hold megfelelő helyen tartózkodik-e, mikor a támadó áthalad a paláston:

Q = (2 r2 p)/(2 l p ×2 r) = r/2l = 0,002 260

A védelmet azonban jócskán növeli a bolygó gravitációs tere is, amellyel még a tőle igen messze elhaladó támadókat is eltérítheti, parabola, esetleg hiperbola pályára téve őket. Speciális esetben átmenetileg be is foghatja őket. Igaz, más esetekben viszont az is megtörténhetett, hogy az égitest nem találta volna el a Földet, ha a Hold nem zavarja meg haladásában. Ennek azonban kisebb a valószínűsége, mivel a Föld a Hold távolságából nézve a kozmosznak csak kis szögtartományát foglalja el. Ha elosztjuk a (körnek képzelt) földkorong területét az ezzel a távolsággal, mint sugárral felrajzolt éggömbével, akkor a találat esélye egy véletlenszerű eltérítésnél:

j = (R2 p)/(4 p l2)= R2/(4 l2)= 1,079 09 × 10-8

Kísérőnk tehát inkább az elhárításban „jeleskedett".

Az előzőek szerint fokozatosan távolodik tőlünk. A múltban, az akkor még közelebb keringő Hold jobban oltalmazta a Földet, mint ma, elsősorban azért, mert a világűrből nézve így nagyobb területet takart bolygónkból. De gyorsabban is kerülte meg, ezért nagyobb esélye volt, hogy találkozzon egy erre tartó „kozmikus jövevénnyel". Ugyanakkor a gravitációs eltérítésnek eszerint akkoriban kisebb szerep juthatott.

A távolodással ezért a Hold nyújtotta - amúgy is igen csekély - védelem még tovább csökken. Ha azonban igaz a Nemezis-elmélet, vagyis az ilyen ütközések periodikusan ismétlődnek, ez kihangsúlyozhatja a Hold szerepét, nemcsak a múltban, de a jövőben is, mivel előfordulhat, hogy az élővilág később ismét rászorul. (Bár a számítások szerint a csillag most épp naptávolban van, s csak kb. 13 millió év múlva kerül ismét olyan helyzetbe, hogy árthasson nekünk.)

 A HOLDFÉNY ÉS AZ ÁRAPÁLY HATÁSA AZ ÉLŐLÉNYEK VISELKEDÉSÉRE

 A HOLDFÉNY ÉS A FÁZISOK

A Hold leginkább erről az oldaláról ismert, hiszen ősidők óta segíti az emberek és az állatok éjszakai tájékozódását. A költöző madarak, vagy a tengerekben élő homoki bolharák (Talitrus saltator) mint egyfajta iránytűt, térbeli eligazodásra is használják.

De néhány állatfaj számára időmérő eszköz is (Széky,1993). Jellemző példa egy éjszakai madár, a lappantyú (Caprimulgus europaeus) amely alkonyatkor indul ennivalót keresni. Indulását a Hold járásához igazítja: mikor közeledik a holdtölte, és egyre hosszabb ideig van világos, ő is egyre később kezd az élelemgyűjtéshez. Szaporodási szokásai is a holdritmushoz kötöttek: a tojó mindig az utolsó negyed idején rak tojást. A fiókák kb. 18 nap alatt kelnek ki, néhány nappal a következő holdtölte előtt, így a szülők az erősebb holdvilág mellett több táplálékot gyűjthetnek nekik.

Az afrikai tavakban és folyókban tenyésző több kérész- és szúnyogfaj egyedei is a holdjáráshoz kötötten fejlődnek és rajzanak. Még a rokon fajoknál is megfigyelhető, hogy rajzási időpontjuk egybeesik, nyilván azért, mert így - a nagyon sokból - több állatnak lehet esélye az életben maradásra.

A holdfázisok az emlősökre is hatással vannak. Az ázsiai bivaly (Bubalus arnee arnee) nőstényeinek például általában újhold idején van peteérésük. Így az állatok sötétben párosodnak, amikor legkisebb az esélye, hogy a ragadozók észrevegyék őket. Az ember esetében is feltételeznek hasonló összefüggéseket a holdjárással, többek között a nők menstruációs ciklusával kapcsolatban, ez azonban még nem bizonyított.

A víziállatok között is sokan vannak olyanok - elsősorban a külső megtermékenyítésű szervezetek - amelyek szaporodása összefügg a Hold fényváltozásaival. Ha ugyanis egyszerre rakják le petéiket, kisebb az esélye, hogy a ragadozók mindet felfalják, érdemes tehát valamely objektív időmérőhöz, pl. a holdjáráshoz igazodniuk. Ilyenek többek között a különféle férgek, mint pl. a csaliféreg (Arenicola marina), amely csak holdtöltekor petézik, mindig nagylétszámú csoportokban. Hasonlóan viselkedik a tűzféreg (Odontosyllis enopla), valamint rokona, a Platynereis dumerilii. A legfurcsábbak egyike az ún. ehető palolo (Eunice viridis), ez egy gyűrűsféreg, amely a Csendes-óceánon, a Fidzsi- és a Szamoa- szigetek környékén él. A teste kb. 40 cm hosszú, és két részre tagolódik. Az elülső fél tulajdonképpen maga a féreg, a hátulsó pedig az ivari rész. Szaporodási időszakban, aminek idejét az állat érzékszervei és egy, máig sem pontosan ismert belső óra határozza meg, a hátsó rész egy hormon hatására leválik és a felszínre úszik. Itt az egyes féregdarabok az ide-oda kígyózó mozgástól felrepednek és szabaddá válnak belőlük az ivarsejtek. A szaporodási időpont holdfüggő: minden év októberében és novemberében, a telihold után 6-8 nappal, mindig ugyanabban az órában kerül rá sor.

A növények esetében inkább csak a szájhagyomány említ összefüggést a Holddal. Állítólag egyes éjjel virágzó növények holdtöltekor a napraforgóhoz hasonlóan követik a Hold égi mozgását. Más növényeknél a fejlődést, vagy éppen a kémiai folyamatokat vélték a holdjáráshoz kapcsolni (pl. a gyógynövényekben a hatóanyagok felhalmozódását). Mindezeket a régi hiedelmeket máig sem tudták megnyugtatóan igazolni vagy cáfolni.

4.4.2. AZ APÁLY ÉS DAGÁLY

Itt elsősorban a tengerparton élő növényekről és állatokról van szó. Ez a különleges élőhely igen összeszűkülne Hold nélkül, s nagy részük elpusztulna. Nekik a Hold okozta napi vízszintingadozáshoz kellett alkalmazkodniuk, hogy elkerüljék a kiszáradást és a szárazföldi növényevők/ ragadozók figyelmét. Az állatok közül ilyenek a kagylók, rákok, sok sertéjű gyűrűsférgek. Ezek apálykor elrejtőznek, pl. a parti homokba ásott üregekben, s csak dagálykor jönnek elő, ennivalót keresni. Az árapályritmushoz való ilyen alkalmazkodást tidális periodikának hívjuk. Ez egy belső óra segítségével működik, amelyet a külvilág szabályosan ismétlődő jelenségei pontosítanak.

A holdjárás befolyását azért nehéz kimutatni, mert a lunadikus nap 24 óra 50 percig tart, vagyis nem egyezik a szoláris nappal. Az élőlényeknek általában van valamilyen Naphoz kötődő életritmusa is, ami csak néha független a Hold szerintitől. A parti tarisznyarák (Carcinides maenas) esetében pl. a kettő össze is keveredik. Ez az állat apálykor a parti föveny alá ássa magát, dagálykor viszont előjön élelmet keresni. Ugyanígy tesz az egyik kovamoszatfaj is, amely a sekély mélységű partokon él. A szintén parton élő integető rák (Uca minax) fordítva viselkedik: apály idején bújik elő a homok felszínére. (A rák nevét onnan kapta, hogy a párzási időszakban a hím jól fejlett ollójával integetve igyekszik felhívni magára a nőstények figyelmét.) Az állat a 24 óra 50 perces lunadikus nap szerint követi a tengerszint ingadozását, de belső óráját a Nap járásához, a nappalok és éjszakák váltakozásához igazítja, mégpedig oly módon, hogy a szoláris naphoz még hozzáadja a megfelelő pluszidőt.

A holdtöltekor és újholdkor jelentkező szökőárat is számos élőlény használja fel. Így az árvaszúnyogok egyes fajai mindig a szökőár utáni apály idején kelnek ki a bábjukból. Először mindig a hím szúnyogok bújnak ki, hogy aztán segíthessenek a nőstények kikelésénél. Ez azonban földrajzi hely függvénye is, pl. ahol minimális az árapály, mint a beltengereknél, ott a szúnyogok kikelése sem függ össze a holdritmussal. Hasonló beállítódást a halaknál is megfigyelhetünk: a manini nevű halfaj (Acanthurus triostegus) december és július között szaporodik, mindig telihold idején és 24-27 fokos vízhőmérsékletnél. A kalászhalak (Leuresthes tenuis) a dél-kaliforniai partokhoz járnak ívni, március-augusztus idején, a szökőár után következő négy éjszakán, mindig ugyanabban az időpontban. A szokásosnál nagyobb dagály kijuttatja őket a máskor száraz tengerparti homokra, amelybe beássák ikráikat, majd a következő árhullámmal visszatérnek az óceánba. A hullámok ezután betemetik a tojásokat, amelyekből kb. két hét múlva kelnek ki az utódok.

Bizonyos feltevések szerint, amelyeket adatok is alátámasztanak, az angolnák vándorlása is összefügg a holdhónapokkal, az ugyanis tavasszal és ősszel, az utolsó negyed idején legjelentősebb. Ezt az elképzelést azonban még további kutatásoknak kell igazolniuk.

 A HOLD ÉS AZ EMBER

A MÚLT ÉS A JELEN Még felsorolni is nehéz lenne, hogy az idők során a Hold milyen befolyással volt az emberi gondolkodására. Így többek között a kultúrára, a művészetekre, a tudományos eredményekre, újabban pedig már a folklórra is.

Hiedelemvilág. Valószínű, hogy ez az égitest volt az első, amivel komolyabban foglalkoztak (Széky,1993). Már némely őskori csontfestményen és faragványon is szerepel. Az ókori civilizációkban - sőt, egyes helyeken, pl. Vietnamban még ma is - istenségként tisztelték, s a járásához igazították az emberek hétköznapjait (munkanapok, ünnepnapok stb.).

Betegségokozó hatást is tulajdonítottak neki, pl. a sokat emlegetett alvajárást, amit éppen ezért neveznek holdkórosságnak. De a torz borjak születését is a Holdnak rótták fel.

Idegrendszeri hatás. A néphit szerint a kutya éjjel a Holdat ugatja, s a farkas is holdtöltekor szokott üvölteni. Mások szerint teliholdkor növekszik a bűncselekmények, a balesetek és az öngyilkosságok száma. Eddig csak ez utóbbit sikerült részben igazolni. Bizonyos tanulmányok szerint, amelyeket nyilvántartások alapján végeztek, ilyesmi valóban statisztikailag is kimutatható. Az összefüggés azonban egyelőre nem világos.

Végül ide tartozik még a csillagjóslás, az asztrológia, amely a Holdnak kitüntetett szerepet szán, az emberek, sőt esetenként az egész emberiség sorsának alakításában. (A horoszkópok felállításában a Hold születéskori helyzetét is figyelembe veszik. Újabban még a baba nemét is a holdfázisokkal hozzák kapcsolatba.) Bár elképzelhető, hogy vannak bizonyos közvetett hatásai, pl. tömegvonzása, árapályereje révén, ezek jóval finomabbak lehetnek, mint amiről az asztrológusok beszélnek. Az állításaikat a Hold és egyéb égitestek hasonló hatásáról a tudomány eddig nem igazolta.

Kultúra. A művészek, pl. költők, írók, festők képzeletét is megmozgatta; számtalan műalkotás témája, nemritkán megszemélyesítették, vagy jelképként használták, de volt, aki ódát is írt hozzá.

A gyakorlatban időmérésre is lehetett használni, hiszen a mozgása, a fázisai szabályosan ismétlődnek. Így a hónapot és a hetet, mint időegységet eredetileg a Hold fényváltozásai nyomán vezették be. A tengerjárások pedig a hajózásra, máskor az áradásokra voltak komoly befolyással.

Tudományos eredményekhez is jelentősen hozzájárult. A természettudományokban szerepe volt pl. csillagászati felfedezésekben. Egy idő után igyekeztek a hozzá kapcsolódó eseményeket előre kiszámítani, egyre nagyobb időtartamokra. Néha meglepően nagy pontosságot értek el: a sumér civilizáció tudós papjai pl. kevesebb, mint egy másodperces eltéréssel ki tudták számolni a fogyatkozások időpontját. Ugyanakkor megerősített olyan csillagászati világképeket is, amelyek utólag nem bizonyultak helyesnek. Ilyen volt az ismert geocentrikus világmodell, amelyet hosszú időn át alátámasztani látszott az a tény, hogy a Hold valóban a Föld körül kering. Az emberek csak az 1500-as években, az akkori megfigyelések nyomán kezdték belátni, hogy a Föld a többi bolygóval együtt valójában a Nap körül mozog (Asimov, 1979).

Valamivel később, már az ezerötszázas-ezerhatszázas évek fordulóján, neves tudósok, Johannes Kepler, Tycho Brahe foglalkoztak a Hold megfigyelésével és mozgásának pontos leírásával. Isaac Newton kiszámította a Hold pályáját az általa felállított gravitációs törvény felhasználásával, így is ellenőrizve annak helyességét.

Az Einstein-féle általános relativitáselméletet pedig egy napfogyatkozás alkalmával ellenőrizték. Az elméletből következett a fénysugarak eltérülése a térgörbület (gravitáció) hatására. Ez a Newton-féle tömegvonzás-törvényben is szerepelt, de ő csak feleakkora szögeltérést adott meg. A kutatók kísérletet készítettek elő, eldöntendő, kinek volt igaza. A Nap tömege elég nagy ahhoz, hogy a hatása a fényre mérhető legyen. Csak ki kell választani egy csillagot, amely a Nap látszólagos égi mozgása során az útjába esik, s először a Nap távollétében, azután a közelségében lefényképezni. A két felvétel összehasonlításából már számítható a keresett fényút-elhajlás. Csakhogy a Nap fénye minden csillagot elhalványít nappal, pláne azokat, akik a közelében látszanak az égbolton. Keresni kellett valamit, ami elég hatékonyan eltakarja, hogy a körülötte elhelyezkedő csillagok előtűnjenek. A Hold látszott legmegfelelőbbnek: a tudósok megvárták a legközelebbi teljes napfogyatkozást, s a totalitási zónában rendezték be a kísérletet. Az eredmények - mint ismeretes - végül Einsteint igazolták.

A humán tudományok közül főleg a histórikus kutatásokat segítette elő, hiszen nem egy nevezetes történelmi eseményről feljegyezték, hogy az egybeesett valamely kiemelkedő csillagászati eseménnyel (pl. üstökösök feltűnése, égitestek együttállása, nap- vagy holdfogyatkozás), s ez alapján az időpontját pontosan meg lehet határozni.

A későbbiekben, az űrkorszakban a Hold egy időre a szuperhatalmak (békés) versengésének színterévé vált (kinek a műszerei érik el először, ki hajtja végre az első sima leszállást, ki publikálja róla a legtöbb tudományos eredményt, ki küldi oda az első embert stb.). A Hold ostromának krónikáját és az e célból indított űrszondákat és űrhajókat pl. Hédervári Péter: A Hold-és meghódítása című könyve idézi fel, 1970-ig.

TERVEK A JÖVŐRE

Napjainkban, mivel a Hold elérhetővé vált, különféle furcsa üzleti vállalkozásoknak is „áldozátául esett". Egyesek már rendszeres utazásokat terveznek a bolygóra, túristáknak. A tarifa nyilván nagyon magas lenne, főleg hosszú ott-tartózkodás esetén. Az ún. Hold-boltban pedig már kisebb-nagyobb parcellákat kínálnak a bolygó felszínén azoknak, akik hajlandóak érte jó árat fizetni. Hogy pontosan mire is lehet majd használni az ilyen "holdbirtokokat", még nem tudni. Lehet, hogy valóban értékes lesz egy ilyen terület a jövőben, olyan szempontból, amit ma még el sem tudunk képzelni. A tudósok elsősorban obszervatóriumokat, megfigyelőállomásokat szeretnének oda telepíteni, hiszen a légkör nélküli Holdról sokkal kedvezőbbek a csillagászati észlelés lehetőségei. A pragmatikusabbak inkább bányászatra gondolnak, s nagy kitermelőbázisok létesítését tervezik, bár ércekre legfeljebb a nagy holdi kráterek környékén bukkanhatunk. Mások legalább részben önellátó nyaralóközpontokat, szállodákat szeretnének építeni. Vannak, akik szerint a távolabbi jövőben az emberiség túlnépesedési gondjait is enyhítheti a Hold. Újabban még kis kapszulás temetkezési célokra is ajánlják kísérőnket (12500 USD).

Adódhatnak persze komoly nehézségek. Termőföldet egyelőre nem találni a Holdon, s belátható időn belül valószínűleg „gyártani" sem lehet, ezért a mezőgazdasági tömegtermelés, de az önellátás is, kizártnak tűnik. Oxigént és vizet még lehetne nyerni pl. a kőzetekből, jelentős energiafelhasználással, de az emberek nincsenek a holdi gravitációhoz szokva (amely a felszínen csupán 1/6-a a földinek), s még a hosszú ott-tartózkodás is valószínűleg inkább káros lenne. Ilyenkor az izom-és csontszövet egy részét a szervezet „feleslegesnek" ítéli, s anyagaikat inkább máshol használja fel. Néhány hónapos holdi tartózkodás után már valószínűleg jelentős izom- és csontsorvadás lépne fel. Védekezni kellene a meteorok becsapódásai és a világűrből akadálytalanul érkező káros sugárzások ellen is. Valójában még egy kisebb kolónia is olyan beruházást követelne, amelyet jelenleg a Föld egyetlen állama sem engedhet meg magának. Ezért sok embert aligha lehet kietelepíteni a Holdra.

A szakértők pedig egyelőre óvatosan nyilatkoznak az ilyen ambíciózus tervekről. Vannak ugyanis az előbbieknél alapvetőbb akadályok is. Először is, maga a holdutazás, ami pedig magától értetődő része az ilyen elgondolásoknak, egyelőre jóval nagyobb probléma, mint amivel a tervek készítői számolnak. A földi technológia ma is igen sebezhető az űrben. Nemcsak a szerencsétlenül járt Apolló-13 holdűrhajóról van szó, más, nem emberes vállalkozások is kudarcba fulladtak apró hibák következtében. S ha egy jármű balesetet szenved odafent, a nagy távolság és a viszonylag hosszú felkészülési idő ma is lehetetlenné teheti a gyors segítséget. Egyetlen oda-vissza utazás is igen költséges; a nagy teljesítményű hajtóművel felszerelt űrhajó, a speciális berendezések, az űrruhák, az oxigéntartalék, az enni- és innivaló előkészítése, az utasoknak különleges kiképzés stb. összesen horribilis összegekbe, sok 100 millió dollárba kerülne, s az űrhajó egyes alkatrészeit, így a hajtóművek több fokozatát, csak egyszer lehet felhasználni (éppen a magas tőkeigény miatt állították le az emberes utazásokat 1972-ben).

A másik probléma az űrjoggal van. Érdemes ezzel egy kicsit közelebbről is megismerkedni. Az égitestek jogi státusát bizonyos általános rendelkezések szabályozzák. A Holdra azonban - különleges helyzetének köszönhetően - további megállapodások, az ún. Hold-egyezmények is érvényesek.

Az egyezmény fontosabb cikkelyei:

„ Hold kutatása és felhasználása során, ami az emberiség közös ügye, tekintettel kell lenni jövő generációk érdekeire is (4. cikk). A Hold-vállalkozásokról az ENSZ-főtitkárát és a nemzetközi tudományos közvéleményt a lehető legszélesebb körben előzetesen informálni kell; közlési kötelezettség áll fenn minden olyan körülményre, amely az emberi életet veszélyeztetheti (5. cikk). Az államoknak joguk van a Hold ásványi és egyéb anyagaiból mintát gyűjteni és azt onnan elhozni, amely a vállalkozást végrehajtó állam rendelkezésére áll, de az államok tekintettel lesznek arra a kívánatos szempontra, hogy más érdekelt államok és a nemzetközi tudományos közösség abból részesülhessenek (6. cikk). A kutatás és felhasználás során az államok kötelesek intézkedéseket tenni a Holdon uralkodó természeti egyensúly megőrzésére (7. cikk). A Hold szabadságát minden állam számára az egyezmény egész sor rendelkezése biztosítja. Így lehetővé teszi minden diszkrimináció nélkül személyzettel v. anélkül felbocsátott szerkezetek, állomások leszállását, bázisok kiépítését a Hold felszínén és alatta. Ez azonban nem érinti mások hasonló jogát, továbbá a felszín és a felszín alatti tér igénybevétele nem teremt tulajdonjogot a Hold érintett részén (8-11. cikk). Ez egyértelmű azzal, hogy a Hold ásványi kincsei felett, azok kiaknázására a Hold szabadsága nem teremt jogot. Ellenkezőleg, az egyezmény kimondja, hogy amikor ez technikailag lehetővé válik, a szerződő felek a kiaknázás nemzetközi szervezetét, ill. szabályozását kezdeményezik."(Az idézetet lásd Almár-Horváth, 1981)

A Holdra fegyvert telepíteni is tilos. A bolygó jogi helyzete leginkább az Antarktiszéhoz hasonlít: nem lehet „gyarmatosítani", kizárólagosan birtokba venni, vagy fegyverkezési célokra felhasználni.

A fenti típusú „kiárusítás" aligha egyeztethető össze a Hold-egyezménnyel, ezért a szakemberek általában inkább ügyes szélhámosságnak tekintik.

BEFEJEZÉS Összefoglalásképpen elmondható, hogy az új eredmények ellenére ma is sok a rejtély a Hold körül, s bár szinte naponta jelennek meg újabb adatok és elméletek, nem tekinthetjük kimerített témának. Az ismereteink az élőlényekre gyakorolt hatásairól a leghiányosabbak; ezen a téren ma is inkább csak általánosabb eredményeket tudunk felmutatni. Elképzelhető, hogy a jövőben ez lesz a holdkutatások egyik fő iránya; amit eddig megtudtunk, az is nagyon tanulságos.

Ha egy hold ilyen jelentősen javíthatja az élővilág lehetőségeit az anyabolygón, ez újabb komoly megszorítást adhat az élet elterjedtségére az Univerzumban. Ezek szerint fejlettebb életformákat elsősorban a holddal is rendelkező planétákon érdemes keresni.
Ez azonban a távolabbi jövő feladata. A közelebbi jövőben a saját és az óriásbolygók holdjait kell majd tüzetesebben megvizsgálni.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Elsősorban köszönöm konzulens tanáromnak, dr. Szatmáry Károlynak, hogy rengeteg munkája közben is időt, fáradságot nem kímélve mindig mindenben a segítségemre volt.
Köszönettel tartozom családomnak kitartó türelmükért.

IRODALOMJEGYZÉK

Almár Iván: A Lunar Prospector és a Hold jege, Csillagászati évkönyv 1999
Almár Iván-Horváth András: Űrhajózási lexikon, Akadémiai-Zrínyi Kiadó 1981
Almár Iván-Both Előd-Horváth András: Űrtan, Springer Kiadó 1996
Asimov, Isaac: A Hold tragédiája, Kozmosz könyvek 1979
Bérczi Szaniszló: Kristályoktól a bolygótestekig, Akadémiai Kiadó 1991
Bérczi Szaniszló: Holdkőzetek Magyarországon, Természet Világa 1994. július
Both Előd: Mit vonz a Hold?, Természet világa 2000. április 172.o.
Budó Ágoston: Kísérleti fizika I., Tankönyvkiadó 1992
Comins, Neil F.: Mi lenne a Földön, ha…?, Panem-Grafo Kiadó 1994
Davies, Paul: Az utolsó három perc, Kulturtrade kiadó,1994
Dorschner, Johann: A bolygók - a Föld testvérei?, Gondolat kiadó 1980
Hédervári Péter: A Hold fizikája, Gondolat kiadó 1962
Hédervári Péter: A Hold - és meghódítása, Gondolat kiadó 1970
Herrmann, Joachim: Csillagászat, Springer Kiadó 1992
Horváth Gábor: A holdak kötött keringése, az árapály-effektus és az árapályfűtés, Fizikai Szemle, 1991. március
Illés Erzsébet: Bolygótestek tektonikája, Természet Világa 1995. április
Illés Erzsébet: A Hold új arca, Természet Világa 1996. március
Illés Erzsébet: A Hold ütközéses keletkezése, Meteor csillagászati évkönyv 1999, 144.o.
Illés Erzsébet: Mégis van vasmagja a Holdnak?, Meteor csillagászati évkönyv 2000, 144.o.
Illés Erzsébet: Erős lokális mágneses terek a Holdon, Meteor csillagászati évkönyv 2000, 145.o.
Irion, Robert: Craft Hints at Moon Core, Astronomy 1999. január, 36.o.
Jayawardhana, Ray: Deconstructing the moon, Astronomy 1998. szeptember, 40 o.
Marik Miklós (szerk.): Csillagászat, Akadémiai Kiadó1989
Meyer, Charles: Holdkőzetek, kőzettani vizsgálatok a holdi vékonycsiszolat-készleten, ELTE-TTK jegyzet, 1994
Powell, Corey S.: Új Hold, Tudomány 1991. október
Sik András-Simon Tamás: Holdunk tartogat még meglepetéseket!, Természet Világa 1999. május
Széky Pál: A Hold hatása a Föld élővilágára, Természet Világa 1993. április
Varga Péter: A Föld forgásának története, Természet Világa, 1994. november, 483.o.
Sky and Telescope, 1998. március, 20.o., 1999 augusztus, 17.o.
Sterne und Weltraum: Drei neue Elemente in der Mond-Atmosphäre, 1999./1, 9-10 oldal
http://www.origo.hu/tudomany/real/000127ahold.html