Тайны вращения Земли: как ядро влияет на длительность суток
Земля, в своем вращении, кажется безупречной и стабильной, но научные исследования показывают, что это лишь поверхностное восприятие. Долгосрочные колебания длительности суток озадачивают учёных, и новые открытия швейцарских геофизиков могут пролить свет на эту загадку, указывая на глубокие процессы, происходящие в недрах нашей планеты.
Земля, казалось бы, вращается с идеальной точностью, обеспечивая стабильный цикл смены дня и ночи, длящийся ровно 24 часа. Однако эта точность лишь иллюзия. На самом деле наша планета — огромный вращающийся шар, подверженный множеству воздействий, включая силу притяжения Луны и процессы, происходящие глубоко внутри её недр.
Геофизики из Швейцарии считают, что нашли ключ к разгадке микроскопических колебаний длительности земных суток. Исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, подтверждает, что от многих факторов зависит не только продолжительность суток, но и их колебания. Несмотря на то что многие аспекты вращения Земли хорошо изучены, существуют небольшие отклонения, которые сложно объяснить.
Например, за последние десятилетия и столетия учёные фиксировали едва заметные колебания длительности суток, составляющие всего несколько миллисекунд. В масштабах тысячелетий эти колебания достигают 3–4 миллисекунд, и их происхождение оставалось загадкой.
Группа исследователей из Швейцарской высшей технической школы Цюриха предположила, что источник этих аномалий скрывается в глубинах Земли — точнее, в её расплавленном железном ядре. Они выдвинули гипотезу, согласно которой мелкие изменения в движении жидкостей в этом ядре могут оказывать влияние на скорость вращения планеты. Такие изменения могут быть вызваны конвекцией расплавленного железа, что создает неоднородности в магнитном поле Земли.
Для проверки своей теории учёным пришлось учесть целый ряд других факторов, способных повлиять на длительность суток. Среди них — изменение положения ледников и океанов, а также взаимодействие Земли с Луной. Например, Луна связывается с замедлением вращения Земли примерно на 1,72 миллисекунды в столетие. Кроме того, изменение объёма воды и льда на поверхности планеты тоже играет свою роль. Однако ни одно из этих объяснений не даёт полного ответа на вопрос о тысячелетних колебаниях.
Швейцарские учёные сосредоточили своё внимание на внешнем жидком ядре Земли, предполагая, что движение потоков железа в этом слое может вызывать микроскопические изменения в скорости вращения планеты. Они провели сложное моделирование с использованием нейронных сетей и данных о магнитном поле Земли, собранном из древних горных пород. Их анализ показал, что влияние льда и воды оказалось менее значительным, чем предполагалось ранее, но колебания в масштабе тысячелетий оказались тесно связанными с процессами в ядре.
Учёные признают, что их работа требует дальнейшего уточнения и дополнительных исследований. Однако они уверены, что изучение внутренней структуры Земли поможет лучше понять механизмы, регулирующие её вращение. По словам авторов работы, «внутренняя геодинамика действительно влияет на долголетние колебания продолжительности суток».
Так что, возможно, наше привычное представление о точности вращения Земли вскоре может измениться. Ведь даже такая маленькая деталь, как движение расплавленного металла в центре планеты, способна изменить ход времени. В дальнейшем, результаты этих исследований могут помочь не только в понимании механики вращения Земли, но и в прогнозировании изменений климата и уровня моря, основанных на взаимосвязи между внутренними процессами планеты и её вращением.
На сегодняшний день известно, что колебания длительности суток составляют 3-4 миллисекунды на протяжении тысячелетий. Исследования показывают, что движение жидкого железа в расплавленном ядре может быть основным фактором, влияющим на эти колебания, что требует дальнейших исследований для уточнения механизмов и взаимосвязей.