Продолжительность земных суток меняется не только из-за атмосферы, океанов или землетрясений. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature, важную роль в этом процессе играет гравитационное взаимодействие между внутренним ядром Земли и ее мантией.
Продолжительность суток на Земле не является постоянной. Уже несколько десятилетий ученые фиксируют небольшие колебания скорости вращения нашей планеты. Обычно речь идет всего о нескольких миллисекундах, поэтому люди не замечают этих изменений, однако для геофизиков они представляют большой научный интерес.
Ранее исследователи уже установили, что на скорость вращения Земли влияют процессы в атмосфере и океанах, крупные землетрясения, перераспределяющие массу планеты, а также таяние материковых ледников, изменяющее распределение воды в мировом океане.
Однако эти факторы объясняют лишь часть наблюдаемых изменений. На более длительных временных интервалах причины, по-видимому, скрыты глубоко внутри Земли.
Под каменистой мантией находится внешнее ядро — слой раскаленного жидкого металла толщиной около 2250 километров. Его постоянное движение способно незначительно изменять скорость вращения планеты, однако до сих пор ученые не понимали, каким образом это влияние передается наружу.
Гравитация внутреннего ядра
Авторы нового исследования предложили механизм, который может объяснить эту связь.
По их мнению, внутреннее ядро вращается с иной скоростью, чем остальная часть Земли. Из-за этого оно оказывается слегка смещенным относительно неоднородностей распределения массы в мантии. Гравитация стремится вернуть ядро в более устойчивое положение, тогда как другие процессы внутри планеты противодействуют этому.
Именно это своеобразное «перетягивание каната» между различными силами приводит к небольшим ускорениям и замедлениям вращения Земли.
«В итоге гравитация все равно побеждает», — отметил один из авторов исследования, геофизик Университета Альберты Матье Дамберри.
Модель совпала с наблюдениями
Исследователи реконструировали изменения скорости вращения Земли в период с 1964 по 2019 год. Для этого они использовали данные сейсмических наблюдений о вращении внутреннего ядра и модели движения жидкого металла во внешнем ядре.
Полученная модель достаточно точно воспроизвела как сроки, так и величину изменений продолжительности суток, которые фиксировались на протяжении нескольких десятилетий.
Работа продолжается
Авторы подчеркивают, что предложенный механизм, вероятно, не является единственным фактором, влияющим на вращение Земли. Внутри планеты могут действовать и другие процессы, которые пока еще не изучены.
Тем не менее результаты исследования позволяют объяснить одну из основных причин долговременных изменений продолжительности суток и помогают лучше понять процессы, происходящие в недрах Земли.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
Оставить комментарий