Dopiero niedawno naukowcy zaczęli w pełni doceniać, jak fundamentalną rolę odgrywa Księżyc w stabilizowaniu naszej planety. To dzięki niemu klimat nie pogrążył się w chaosie, a życie mogło ewoluować. Aby zrozumieć, skąd biorą się te zależności, trzeba cofnąć się do samego początku jego istnienia.

Zderzenie

Według większości badaczy, Księżyc powstał w chaosie panującym po powstaniu Układu Słonecznego, ok. 4,5 mld lat temu. Wtedy w młodą Ziemię uderzyła tajemnicza planeta Thea, podlegająca oddziaływaniu grawitacyjnemu Jowisza i Wenus. Na skutek wytworzonej przy zderzeniu ogromnej energii Thea stopiła się, podobnie jak część ówczesnej Ziemi. Materia, której część została wyrzucona w kosmos, nie mogła uciec przed ziemskim przyciąganiem. Dostała się w wirujący dysk, którego elementy zderzały się ze sobą, aż wreszcie utworzyły nowe ciało. Modele uwzględniające tzw. teorię wielkiego zderzenia zakładają na ogół, że Księżyc składa się w dużej części z materii pozostałej po Thei, choć wyjaśnienie m.in. tej zagadki ma dać przyszła obecność ludzi na Księżycu.

Ziemski stabilizator

Ziemia i Księżyc działają jak połączony układ. Siła przyciągania satelity działa stabilizująco: dzięki niej nachylenie osi obrotu Ziemi pozostaje względnie stałe. To ważne, bo zapewnia nam przewidywalne pory roku i stabilny klimat. Zapewnia co 6 miesięcy większe nasłonecznienie półkuli północnej bądź południowej.

Gdyby nie Księżyc, Ziemia mogłaby chwiać się chaotycznie, co prowadziłoby do powolnych, ale ekstremalnych zmian pogodowych. Życie w swoich niezliczonych formach – od koralowców, przez rośliny, po ludzi – reaguje na sygnały Księżyca. Ziemia jest ponad 80 razy cięższa niż Księżyc, a jednak przez swoją masę satelita zadziałał jak hamulec ograniczający rotację, dzięki czemu żyjemy w 24-godzinnym rytmie (zanim powstał, doba na planecie była trzy razy krótsza!). Gdyby Księżyc nagle przestał pełnić swą rolę, Ziemia kręciłaby się wokół własnej osi – podobnie jak w momencie swoich narodzin – trzykrotnie szybciej niż obecnie. W wyniku przyspieszonej rotacji planety masy powietrza w atmosferze zachowywałyby się zupełnie inaczej – orkany wiejące z prędkością 300-500 km/h siałyby spustoszenie, znacznie utrudniając ludziom przetrwanie. Fazy Księżyca, będące efektem zmian wzajemnego położenia Księżyca, Słońca i Ziemi, a powtarzające się w cyklu miesięcznym, zgodnym z okresem obiegu Księżyca wokół Ziemi, dają wygodną jednostkę czasu pośrednią między dniem i rokiem. Księżyc nocą dostarcza nam światło odbite od Słońca; w miejscach, w których nie ma światła sztucznego, steruje ludzkimi działaniami.

Efektem obecności Księżyca są pływy morskie. Jego masa przyciąga wody w oceanach, co powoduje ich cykliczne podnoszenie się i opadanie. Bez Księżyca życie na Ziemi mogłoby wyglądać zupełnie inaczej, ponieważ wczesne, gigantyczne przypływy pomagały mieszać składniki chemiczne w oceanach („pierwotną zupę”). Wpływa na życie stworzeń morskich, narzucając im czas jedzenia, rośnięcia i rozmnażania się; także na naszą możliwość poruszania się po morzach. Chociaż pływy morskie obserwowano od starożytności, dopiero Izaak Newton wskazał, jak potężna jest wzajemna siła przyciągania między Ziemią a jej satelitą. Grawitacja Ziemi wpłynęła na Księżyc tak mocno, że przestał on swobodnie się obracać.

Ciemne strony

Czas obrotu satelity wokół własnej osi jest identyczny z czasem obiegu wokół Ziemi. Dlatego z powierzchni naszej planety widzimy zawsze tę samą stronę Księżyca, a tzw. ciemna strona pozostaje dla nas niewidoczna. Po raz pierwszy sfotografowała ją sowiecka sonda Łuna 3 w 1959 r.

Sporą część Księżyca, mającego średnicę ok. 3470 km – nieco ponad jedną czwartą średnicy Ziemi, zajmują tzw. morza księżycowe, będące obszarami zestalonej magmy. Z bliska satelita okazuje się surowym i nieprzyjaznym światem, o twardej, skalistej, pokrytej pyłem i usianej kraterami uderzeniowymi powierzchni. Mimo że na nocnym niebie wydaje się jasny, odbija tylko ok. 12% światła słonecznego (Ziemia – ponad 30%), co czyni go niemal tak ciemnym jak... świeży asfalt lub węgiel. Ponieważ Księżyc nie posiada atmosfery, niebo jest tam zawsze czarne, nawet w dzień, nie ma też deszczu, wiatru ani dźwięków, gdyż nie ma też powietrza, które mogłoby je przenosić. Ślady, które zostawili astronauci w 1969 r., są tam wyraźne do dziś.

Na Srebrnym Globie, z powodu braku atmosfery, odnotowuje się ekstremalne dla nas temperatury: od +127°C w pełnym słońcu do -173°C w nocy. W stale zacienionych kraterach na biegunach temperatury spadają nawet poniżej -200°C. Grawitację, która jest na Księżycu 6-krotnie słabsza niż na Ziemi – co sprawia, że ludzie i przedmioty ważą tam o wiele mniej – obliczono dzięki obserwacjom astronomicznym na początku XIX wieku.

Precyzyjnych danych na ten temat dostarczyły bezzałogowe sondy jeszcze przed lądowaniem ludzi na Księżycu. Śledzono je za pomocą radia, mierząc efekt Dopplera. Podczas lądowań na Księżycu statków Apollo inżynierowie NASA wykorzystywali te dane do dokładnego sterowania modułami księżycowymi, potwierdzając obliczoną wartość 1/6 g w praktyce.

Basen południowy

Księżyc, podobnie jak Merkury, jest podziurawiony kraterami. Stanowią one jedną szóstą powierzchni naszego satelity. To skutki kolizji z kosmicznymi odłamkami skalnymi, które gdyby nie Księżyc, uderzałyby w Ziemię. Księżyc działa jak tarcza chroniąca Ziemię przed uderzeniami asteroid i meteoroidów.

Większość powstała w początkowym okresie formowania się Układu Słonecznego. Wtedy, ponad 4 mld lat temu, powstał największy znany krater uderzeniowy na Księżycu: Basen Biegun Południowy – Aitken (South Pole-Aitken basin). Ma 500 km średnicy i 13 km głębokości, co czyni go jednym z największych kraterów w całym Układzie Słonecznym. Asteroidy pojawiające się później były na ogół mniejsze, a efektem ich ataków są małe kratery, którymi usiane są księżycowe równiny. Takie ataki – asteroid i mniejszych meteoroidów – zdarzają się i dziś.

Uderzenia ułatwia brak atmosfery, która na Ziemi spala większość kosmicznych skał. Dotychczas odkryto na powierzchni Księżyca ponad 5,4 tys. kraterów utworzonych przez odłamki skalne, które były tak duże, że gdyby zderzyły się z Ziemią, dokonałyby niewyobrażalnych zniszczeń. Naukowcy szacują, że rocznie na Księżyc spada ponad 30 tys. meteoroidów wielkości piłki pingpongowej. Obiekty o średnicy ok. 2,5 m uderzają średnio raz na kilka lat. Zazwyczaj są to małe skały, ale ich duża prędkość – nawet ponad 200 tys. km/h – sprawia, że tworzą wyraźne kratery.

Uderzenia meteorytów są zjawiskiem, które trzeba brać pod uwagę, jeśli kiedyś – długo po zapowiadanym na przyszły rok ponownym lądowaniu na Księżycu – będzie podjęta próba założenia na Księżycu stałej kolonii.