Вращение Земли внезапно ускорилось, и это противоречит тенденции последних полутора миллиардов лет. Мы знаем, что между Землей и Луной существует взаимодействие, которое замедляет вращение Земли - но что бы делала Земля без Луны?
В прошлый раз я говорил о том, что за последние несколько лет вращение Земли внезапно ускорилось.
Это полностью противоречит долгосрочной тенденции последних полутора миллиардов лет, когда вращение Земли постепенно замедлялось.
В объединенной системе Земля-Луна существуют хорошо известные взаимодействия, которые замедляют вращение Земли. Но что может произойти с нашей одиночной вращающейся планетой (без учета Луны), что может заставить ее изменить скорость?
Ну, если бы Земля была твердым, гладким, жестким шаром, то ответ прост - ничего. Но Земля устроена гораздо сложнее.
Во-первых, у нее есть атмосфера, которая весит около 5 000 триллионов тонн. Изменения в атмосфере могут повлиять на вращение Земли.
В год Южной-осцилляции, более сильные ветры могут замедлить вращение Земли, в результате чего дни станут длиннее.
Другие погодные условия также могут влиять на вращение.
Горная цепь Анд в Южной Америке невероятно узкая (в основном менее 350 км), очень длинная (почти 9 000 км) и удивительно высокая (средняя высота 4 км, около 40 вершин высотой более 6 км). Поскольку они тянутся практически с севера на юг, в то время как ветры обычно дуют с востока или запада, и поскольку они такие длинные и высокие, они очень эффективно переносят энергию ветра на вращающуюся Землю. Анды - они подобны гигантскому парусу на ветру.
В зависимости от того, в какую сторону ветер бьет в Андах, Земля может ускоряться или замедляться. Мы измерили изменения в продолжительности дня примерно на 0,2 миллисекунды, вызванные только ветром в Андах.
Во-вторых, давайте посмотрим на поверхность Земли. Поверхность Земли - это сложная смесь океанов (которые могут разжиматься и сжиматься), ледников (которые могут расширяться и сжиматься) и континентов (которые расположены на массивных тектонических плитах, движущихся примерно с той же скоростью, с которой растут ваши ногти - примерно 5-10 см в год). Все это происходит в земной коре, толщина которой составляет 6 - 60 километров.
Иногда значительный кусок этой коры может внезапно сдвинуться.
В 2004 году землетрясение в Индийском океане вызвало страшное цунами, в результате которого погибло около четверти миллиона человек в 14 странах. Но оно также сдвинуло достаточно породы, чтобы день стал короче на 3 микросекунды (это миллионные доли секунды).
Землетрясение в Фукусиме в 2011 году сократило продолжительность дня на 1,8 микросекунды.
Но это были небольшие всплески в общей тенденции. Сейчас мы наблюдаем изменения в тысячу раз больше - миллисекунды, а не микросекунды.
И все же, глядя на поверхность Земли, как насчет 70% воды? Удивительно, но океаны не являются абсолютно плоскими. Они могут иметь впадины (из-за большого количества испаряющейся воды), что может произойти, когда огромный бассейн теплой воды скапливается в одной области.
Или океаны могут иметь выпуклости (когда океаническое течение доставляет большое количество воды). Мы наблюдали такие изменения в океанических течениях во время Южной-осцилляции.
Конечно, при наличии достаточного времени эти провалы и выпуклости в конечном итоге сглаживаются. Но в краткосрочной перспективе, от нескольких дней до нескольких месяцев, эти провалы и выпуклости могут оставаться на месте, и поэтому масса воды распределяется неравномерно. Так что это похоже на нашего конькобежца, крутящегося на одной ноге - смещение массы ближе или дальше от оси вращения может изменить скорость вращения Земли.
А еще есть лед, сидящий на суше. В настоящее время каждый год, благодаря изменению климата, около миллиарда тонн льда на суше тает и стекает в океаны. Эта вода приближается к оси вращения Земли с севера на юг, и подобно тому, как наш конькобежец двигает руками внутрь, Земля ускоряет скорость своего вращения.
Но пока это только тонкая кора и атмосфера. Есть еще большой слой Земли, прежде чем мы доберемся до центра.
От тонкой коры вниз, примерно на полпути к центру Земли, тянется мантия - расплавленная горячая зловонная порода, которая может двигаться.
Внутри мантии находится шар из жидкого железа, а внутри него - шар из твердого железа. Мантия и ядро составляют большую часть Земли.
Мы не обнаружили там никаких изменений, которые могли бы привести к изменению скорости вращения Земли - но, возможно, мы не очень хорошо умеем измерять так далеко вниз.
В любом случае, как же на самом деле измерить изменение вращения Земли, и какое влияние это окажет на нас? Это довольно интересно, так что я расскажу вам об этом в следующий раз.
