Ученые объяснили изменения продолжительности суток

Продолжительность суток оказывается не такой постоянной, как многие это предполагают. Канадские исследователи из Университета Альберты объяснили, что сутки могут изменяться на несколько миллисекунд. Их работа была опубликована в научном журнале Nature.

Существует общее мнение, что сутки всегда равны 24 часам, однако если учитывать измерения в миллисекундах, то это утверждение становится неверным. Ученые уже около 30 лет знают, что вращение жидкого ядра Земли, которое можно отслеживать по изменениям магнитного поля, изменяется: оно ускоряется на протяжении нескольких десятилетий, а затем замедляется на протяжении следующих.

Мантия — это скалистая оболочка, имеющая толщину около 3000 километров и включающая кору. В ответ на изменения в вращении ядра, мантия замедляет и затем ускоряет свое движение, чтобы сохранить угловой момент планеты. Именно это изменение скорости вращения мантии и приводит к тому, что сутки могут как сокращаться, так и удлиняться на несколько миллисекунд.

Однако механизм, с помощью которого ядро и мантия обмениваются угловым моментом, оставался загадкой для ученых.

В новом исследовании, проведенном докторантом физики Хуэйфэном Чжаном и профессором Матье Дамберри, было показано, что малые изменения скорости вращения внутреннего ядра — твердой центральной части Земли, которая не является идеально сферической, — вызывают так называемый «гравитационный крутящий момент» на аномалиях массы в мантии. Это приводит к незначительным колебаниям в длине суток.

Кроме того, другая форма крутящего момента на границе между ядром и мантией создает трение и электромагнитное сопротивление. Это явление, известное как крутящий момент границы ядро—мантия, противодействует гравитационному притяжению и ограничивает колебания длины суток. Таким образом, тонкие сдвиги в балансе между гравитационным крутящим моментом и моментом на границе ядра и мантии в конечном итоге ответственны за небольшие изменения длины суток.

Данное исследование не только решает давнюю загадку, но и проливает свет на глубинные процессы Земли, включая внутреннее ядро, которое, как отмечают Чжан и Дамберри, «вязко деформируется» на временном масштабе порядка 10 лет.

Читайте также: