С 2016 года наука заметила странную вещь: скорость вращения Земли аномальным образом увеличилась. Такое бывало и раньше, но этому всегда находились объяснения. Сейчас их уже недостаточно. Если так пойдёт и дальше, специалистам придётся компенсировать ускорение планеты, отняв от всемирного времени одну секунду. Это будет беспрецедентный шаг — до этого секунды только прибавляли.
Старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ, профессор Московского института электроники и математики НИУ ВШЭ, доктор физико-математических наук Леонид Зотов объясняет aif.ru, что именно удивляет учёных во вращении Земли и кому стоит тревожиться по этому поводу.
Земля перекрутилась на 46 сантиметров
Дмитрий Писаренко, aif.ru: — Леонид, что это за аномальное ускорение такое?
Леонид Зотов: — Скорость вращения Земли непостоянна. Об этом известно давно. На неё влияют приливы и отливы, вулканические извержения, землетрясения, даже осадки, ветра и изменения климата. Правда, воздействие климатических факторов невелико, но если, например, в атмосфере усиливаются ветра, дующие с запада на восток, Земля может вращаться чуть медленнее. И наоборот: если преобладают восточные ветра, она может ускориться.
Почему это происходит? Потому что наша планета состоит из нескольких оболочек: в самой сердцевине находится твёрдое внутреннее ядро, потом идёт жидкое внешнее, потом — мантия, литосфера, гидросфера (Мировой океан) и атмосфера. С точки зрения механики это замкнутая система, и в ней действует закон сохранения импульса. Когда стреляет пушка и из ствола вылетает ядро, лафет откатывается назад. Здесь то же самое: если одна оболочка планеты крутится быстрее (в случае с ветрами — атмосфера), то сама Земля, испытывая отдачу, вращается медленнее.
В наше время приборы позволяют измерять скорость вращения с точностью до долей миллисекунд. На протяжении веков Земля тормозилась, и учёные ожидали, что так будет и дальше происходить. Дело в том, что Луна удаляется от нас примерно на 3,7 сантиметра в год, из-за этого скорость вращения Земли снижается. Скажем, 1,4 миллиарда лет назад сутки длились 18,7 часа, а не 24, как сейчас.
На эту долгосрочную тенденцию накладывается множество факторов, о которых я уже сказал. Из-за них существуют разные циклы колебаний скорости вращения планеты и продолжительности земных суток. Но начиная с 2016 года мы наблюдаем то, что объяснить пока не можем: Земля начала непредсказуемо ускоряться. Это озадачило учёных.
— О каких величинах идёт речь?
— С 2016 года сутки укоротились на 3 миллисекунды. Стоит сказать, что в 1930-е годы планета крутилась так же, как сейчас, а в 1970-е замедлилась. Сейчас вновь вышла на быстрое вращение.
29 июня 2022 года был зафиксирован рекорд за всю историю наблюдений: сутки закончились на 1,6 миллисекунды раньше, чем положено. Вообще, за последние годы в июле-августе три раза наблюдалась рекордно короткая продолжительность суток. С 1962 года, когда время начали измерять с помощью атомных часов, такого ещё не было.
— Сложно представить, что такое 1,6 миллисекунды на фоне суток. Очевидно, что это очень маленькая величина. С чем её можно сравнить?
— В сутках 86 400 секунд, а одна миллисекунда — это тысячная секунды. По отношению к суткам она составляет одну стомиллионную. Проще представить это так. Длина земного экватора — 40 тысяч километров. То есть за сутки каждая точка экватора прокручивается на эту величину. А за секунду — на 463 метра. Если длина суток уменьшилась на 1 миллисекунду, значит, Земля на экваторе перекрутилась на 46 сантиметров.
Конечно, человек этого не чувствует, но приборы, наблюдающие за вращением Земли и её ориентацией в пространстве, всё фиксируют.
Неподвластные нам и непонятные процессы
— Но всё же это ничтожно малая величина, чтобы тревожиться. Разве не так?
— Тем не менее это сигнал, который говорит нам, что есть какие-то процессы или в ближнем космосе, или в недрах Земли, о которых мы пока не знаем. В этих миллисекундах скрывается что-то крайне интересное. Есть основания полагать, что наша планета что-то чувствует, происходят какие-то явления, которые нам ещё только предстоит разгадать. Что это за механизм, раскручивающий Землю?
— Вы сказали про недра. В январе вышло исследование китайских геофизиков, которые выяснили, что внутреннее ядро Земли замедлилось и чуть ли не начало вращаться в обратном направлении. Тут может быть какая-то связь?
— Может. Перед этим исследованием было другое. Ещё в 1996 году американец Пол Ричардс и китаец Сяодун Сун сделали открытие, что твёрдое внутреннее ядро вращается немного быстрее, чем вся планета, обгоняя её в год на 0,1 градуса. Потом Сяодун Сун продолжил исследования с коллегой и соотечественником И Яном. Они пришли к выводу, что в 2009 году внутреннее ядро Земли замедлилось и стало вращаться синхронно с мантией.
Эта гипотеза как раз может оказаться жизнеспособной. Как я сказал, Земля — это замкнутая система, здесь работает закон сохранения импульса. Если ядро притормозило, остальная часть планеты из-за этого может ускориться. Но всё равно остаётся вопрос, на который нет ответа: почему оно притормозило? Значит, что-то влияет на это ядро, и причины нам неизвестны. Скорее всего, это какие-то воздействия из ближнего космоса. Помимо Луны, на Землю воздействуют Солнце, Юпитер, Сатурн. Скажем, в 2020 году Юпитер и Сатурн были в так называемом Великом соединении — находились максимально близко друг к другу на небесной сфере.
— Вот сейчас как-то астрологией повеяло.
— (Смеётся) Астрология тут ни при чём. Соединения Юпитера с Сатурном происходят примерно раз в 20 лет, это астрономический термин. А научный факт заключается в том, что Солнце в такие моменты довольно далеко смещается от центра масс Солнечной системы — на 1,5 миллиона километров. Сатурн с Юпитером, сближаясь, оттягивают этот центр к себе. Не скажу, что это влияет на судьбу народов, но какие-то гравитационные воздействия на Землю может оказывать.
— Какие последствия может иметь аномальное ускорение Земли? Правда, что теперь придётся отнимать одну секунду от всемирного времени?
— Простому человеку тревожиться нечего, он никаких последствий не заметит. Но для высокоточной навигации это существенно. Ошибка в полметра (напомню, на экваторе 1 миллисекунда — это 46 сантиметров) может стать критичной в некоторых ситуациях. Это необходимо учитывать.
Если Земля будет ускоряться и дальше, через несколько лет Международная служба вращения Земли будет вынуждена вычесть одну секунду из всемирного координированного времени (UTC). Эта служба следит за тем, чтобы длительность суток не отличалась от астрономических больше, чем на секунду. И если процедуру добавления секунды раньше уже много раз проводили, то вычитать ещё ни разу не приходилось.
Наблюдая за аномальным ускорением вращения Земли, в очередной раз можно сделать вывод, что есть процессы, которые нам неподвластны и непонятны. Гипотетически замедление вращения внутреннего ядра означает, что из недр выделяется какая-то энергия, которая способна влиять на тектонические процессы. А если посчитать количество энергии, необходимое для изменения скорости вращения Земли на одну миллисекунду в год, получится величина, на порядок превосходящая объёмы энергии, ежегодно вырабатываемой человечеством. Это, конечно, впечатляет.
