تتمحور حياتنا حول الدورة اليومية التي تمتد لـ 24 ساعة. ولكن، لا يوجد سبب أساسي يحدد هذه الفترة. في الواقع، كانت مدة اليوم مختلفة في الماضي، ومن المتوقع أن تتغير في المستقبل. التأثير الذي نتج عن اصطدام القمر بالأرض هو ما دفع الأرض للدوران بشكل أسرع، كما أن التفاعل الجذبي بين الأرض والقمر قد حدد تطور مدة اليوم منذ ذلك الحين. لذا، قد تكون مدة اليوم على كوكب شبيه بالأرض بدون قمر مختلفة تمامًا. يجب أن نضع هذا في اعتبارنا عندما نستقبل زوارًا بيولوجيين من الفضاء بين النجمي. قد ينامون في غرف ضيوفهم بفترات زمنية مختلفة عما نفعله نحن.
من المرجح أن القمر نشأ نتيجة اصطدام ضخم مع الأرض بواسطة جسم بحجم كوكب المريخ يُسمى “ثيا”، في المراحل الأولى من تاريخ الأرض. وقع هذا الاصطدام بعد حوالي 60-175 مليون سنة من ولادة الأرض، التي حدثت منذ 4.57 مليار سنة.
الطاقة الناتجة عن الاصطدام أدت إلى ذوبان سطح الأرض وتحوله إلى محيط من الماجما. تشير المحاكاة الحديثة إلى أن الأرض قد دارت بسرعة أكبر نتيجة هذا الاصطدام، مما جعل مدة اليوم حوالي أربع ساعات. ومع ابتعاد القمر عن الأرض، زادت مدة اليوم بسبب نقل الزخم الزاوي من دوران الأرض إلى مدار القمر.
بعد الاصطدام، ارتفعت درجة حرارة سطح الأرض إلى حوالي 2300 درجة كيلفن (3680°F)، وهي درجة حرارة غير مناسبة لوجود الماء السائل. استغرق الأمر مئات الملايين من السنين حتى تبرد الأرض بشكل كافٍ، ما سمح بظهور السلف المشترك الكوني الأخير (LUCA) للحياة قبل حوالي 4.09 إلى 4.33 مليار سنة. في تلك الفترة، كانت مدة اليوم حوالي 10 ساعات.
عندما بدأ التمثيل الضوئي قبل حوالي 3.5 مليار سنة، كانت مدة اليوم 12 ساعة. وعندما ظهرت الكائنات المعقدة قبل حوالي 1.8 مليار سنة، كانت مدة اليوم قد بلغت 21 ساعة. قبل 1.2 مليار سنة، عند تكوّن أقدم الكائنات التي تتكاثر جنسيًا، كانت مدة اليوم حوالي 20 ساعة. أما البشر الأوائل، فقد ظهروا منذ بضعة ملايين من السنين، عندما كانت مدة اليوم قريبة جدًا من 24 ساعة.
في الوقت الحاضر، تشير الحسابات الحديثة إلى أن دوران الأرض يتباطأ بمعدل 1.35 ثانية كل 100,000 سنة، أو حوالي 3.75 ساعات في مليار سنة. لكن هل تؤثر عوامل أخرى غير القمر على دوران الأرض؟
تحدث تغييرات طفيفة في مدة اليوم باستمرار. على سبيل المثال، في 29 يونيو 2022، كانت فترة دوران الأرض أقصر بمقدار 1.59 جزء من الألف من الثانية (ميلي ثانية). هذا الفارق يعنى أن الأرض تصل إلى نفس الموقع في وقت أقرب. ويمكن أن يتسبب هذا التغير في فقدان دقة الأقمار الصناعية، مثل أقمار GPS، إذا لم يتم تصحيح هذه التغييرات. كما أن هذه التغييرات تؤثر على الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وأنظمة الاتصالات التي تعتمد على بروتوكول الوقت الشبكي (NTP).
تؤدي ظواهر مثل الاحترار المناخي إلى تغييرات في توزيع الكتلة على سطح الأرض، مما يجعلها أقل كروية. يشبه هذا التأثير التباطؤ الذي يحدث عند تزلج المتزلجين على الجليد عند تمديد أذرعهم. فبسبب الاحتباس الحراري، ينتج تباطؤ في دوران الأرض نتيجة لتوزيع الكتلة الأكثر امتدادًا على سطحها.
تؤثر الكوارث الكارثية في مدة اليوم بشكل طفيف. على سبيل المثال، يتوقع أن يؤدي التوسع الكبير للشمس لتصبح عملاقًا أحمر بعد مليار سنة إلى ابتلاع الأرض والقمر، مما سيؤدي إلى تباطؤ دوران الأرض بسبب الاحتكاك مع الغلاف الجوي للشمس الحمراء. للأسف، لن يكون هناك سكان على الأرض للاستفادة من الأيام الأطول في تلك الفترة.
الكوارث المناخية في الماضي كانت أقل دراماتيكية. على سبيل المثال، تسببت كارثة اصطدام شيكشولوب، التي أدت إلى انقراض 75% من الأنواع الأرضية بما في ذلك الديناصورات غير الطيرية، في تغيير طاقة دوران الأرض بنسبة ضئيلة جدًا. كما أن الزلازل الكبرى يمكن أن تقلل من طول اليوم ببضعة ميكروثوانٍ. على سبيل المثال، يؤدي تحرك المياه في خزان السد في الصين إلى زيادة طول اليوم بمقدار 0.06 ميكروثانية.
بعد 7.6 مليار سنة، سيتوسع الشمس ليصبح عملاقًا أحمر وقد يبتلع الأرض والقمر. ومع حدوث ذلك، سينجذب القمر إلى الداخل ويصطدم بالأرض، مما سيبطئ دوران الأرض بسبب الاحتكاك مع الغلاف الجوي للشمس الحمراء. ولكن، في ذلك الوقت، لن يتمكن أي سكان على الأرض من الاستفادة من الأيام الأطول.
