Атомные часы в сочетании с точными астрономическими измерениями внезапно показали, что продолжительность дня увеличивается, при этом учёные не знают почему.

Это оказывает решающее влияние не только на наше хронометрирование, но и на такие вещи, как GPS и другие технологии, которые управляют нашей современной жизнью.

За последние несколько десятилетий вращение Земли вокруг своей оси, определяющее продолжительность дня, ускорилось. Эта тенденция делает наши дни короче; фактически, в июне 2022 года был установлен рекорд самого короткого дня за последние полвека или около того.

Но, несмотря на этот рекорд, с 2020 года это стабильное ускорение любопытным образом сменилось замедлением — дни снова становятся длиннее, и причина этого до сих пор остается загадкой.

И хотя часы в наших телефонах показывают, что в сутках ровно 24 часа, фактическое время, необходимое Земле для совершения одного оборота, варьируется, хоть и незначительно. Данные изменения происходят в течение миллионов лет или почти мгновенно — и на это могут оказывать влияние даже землетрясения и ураганы.

Оказывается, день очень редко совпадает с магическим числом 86 400 секунд.

Продолжительность земных суток таинственным образом увеличивается, и учёные не знают почему.Изображение: Shutterstock

Постоянно меняющаяся планета

На протяжении миллионов лет вращение Земли замедлялось из-за эффектов трения, связанных с приливами и отливами, вызванными Луной. Этот процесс добавляет примерно 2,3 миллисекунды к продолжительности каждого дня каждое столетие. Несколько миллиардов лет назад земные сутки длились всего около 19 часов.

В течение последних 20 тысяч лет в противоположном направлении работал другой процесс, ускоряя вращение Земли. Когда закончился последний ледниковый период, таяние полярных ледяных щитов уменьшило поверхностное давление, и мантия Земли начала неуклонно двигаться к полюсам.

Подобно тому, как танцор балета вращается быстрее, когда он приближает руки к своему телу — оси, вокруг которой он вращается, — так и скорость вращения нашей планеты увеличивается, когда эта масса мантии приближается к оси Земли. И этот процесс сокращает каждый день примерно на 0,6 миллисекунды каждое столетие.

На протяжении десятилетий и дольше связь между недрами и поверхностью Земли также вступает в игру. Так, изменять продолжительность дня вполне могут сильные землетрясения, хотя обычно в небольшой степени. Например, считается, что Великое землетрясение Тохоку в 2011 году в Японии с магнитудой 8,9 ускорило вращение Земли на относительно крошечные 1,8 микросекунды.

Помимо этих крупномасштабных изменений, в течение более коротких периодов погода и климат также оказывают важное влияние на вращение Земли, вызывая колебания в обоих направлениях.

Двухнедельные и месячные циклы приливов и отливов перемещают массу вокруг планеты, вызывая изменения продолжительности дня до миллисекунды в любом направлении. Мы можем наблюдать колебания приливов и отливов в записях о длине дня за периоды до 18,6 лет. Движение же нашей атмосферы оказывает особенно сильное влияние, помимо этого, не последнюю роль отыгрывают океанские течения. Сезонный снежный покров и осадки, а также извлечение грунтовых вод тоже сильно влияют на ситуацию.

Почему Земля стала внезапно замедляться?

С 1960-х годов, когда операторы радиотелескопов по всей планете начали разрабатывать методы одновременного наблюдения за космическими объектами, такими как квазары, у учёных появились очень точные оценки скорости вращения Земли.

Сравнение этих оценок с показаниями атомных часов показало, что продолжительность дня за последние несколько лет, по всей вероятности, постоянно сокращается.

Однако имеется одна удивительная штука, когда мы убираем колебания скорости вращения, которые, как мы знаем, происходят из-за приливов и сезонных эффектов. Несмотря на то, что Земля достигла своего самого короткого дня 29 июня 2022 года, долгосрочная траектория, похоже, с 2020 года изменилась с сокращения на удлинение. Это изменение беспрецедентно за последние 50 лет.

Причина этого изменения не ясна. Это может быть связано с изменениями в погодных условий, с последовательными явлениями Ла-Нинья, хотя они происходили и раньше. Это также может быть спровоцировано усиленным таянием ледяных щитов, хотя в последние годы скорость таяния не сильно отклонялась от их постоянной скорости. А может быть это связано с извержением огромного вулкана в Тонге, выбросившим в атмосферу огромное количество воды? Вероятно, нет, учитывая то, что оно произошло ещё в январе 2022 года.

Учёные предположили, что это недавнее загадочное изменение скорости вращения планеты связано с явлением, называемым «колебанием Чендлера» — небольшим отклонением оси вращения Земли с периодом около 430 дней. Наблюдения с радиотелескопов также показывают, что в последние годы колебание уменьшилось; эти два явления могут быть связаны.

Последнее же предположение, которое учёные считают правдоподобным, основано на том, что ничего особенного не изменилось ни внутри, ни вокруг Земли. Всему виной могут быть просто долговременные приливные эффекты, действующие параллельно с другими периодическими процессами, вызывающими временное изменение скорости вращения Земли.

Нужна ли нам «отрицательная дополнительная секунда»?

Точное понимание скорости вращения Земли имеет решающее значение для множества приложений — например, навигационные системы, такие как GPS, без этого просто не будут работать. Кроме того, каждые несколько лет хронометристы добавляют дополнительные секунды в наши официальные шкалы времени, чтобы убедиться, что они не будут расходиться с нашей планетой.

Если бы Земля перешла на ещё более продолжительные дни, нам, возможно, пришлось бы включить «отрицательную дополнительную секунду» — это было бы беспрецедентно и могло бы нарушить работу Интернета.

Потребность в отрицательных дополнительных секундах сейчас считается маловероятной. На данный же момент мы все можем радоваться новости о том, что — по крайней мере, на какое-то время — у всех нас каждый день есть несколько дополнительных миллисекунд.

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев

EnglishРусскийУкраїнська
Включить уведомления Да Спасибо, не надо