Точные измерения показывают, что вращение Земли загадочным образом замедлилось с 2020 года, что сделало день длиннее.
Тщательные астрономические наблюдения в сочетании с атомными часами показали, что продолжительность дня внезапно стала длиннее. Ученые не знают почему.
Это имеет решающее значение не только для нашего хронометража, но и для таких вещей, как GPS и других точных технологий, которые управляют нашей современной жизнью.
Вращение Земли вокруг своей оси за последние несколько десятилетий ускорилось. Поскольку это определяет продолжительность дня, эта тенденция делает наши дни короче. Фактически в июне 2022 г. Ставим рекорд! Самый короткий день за полвека или около того.
Однако, несмотря на этот рекорд, с 2020 года это странно постоянное ускорение превратилось в замедление. Теперь дни снова становятся длиннее, а причина пока остается загадкой.
Хотя часы в наших телефонах показывают, что в сутках ровно 24 часа, фактическое время, необходимое Земле для завершения одного цикла, может незначительно отличаться. Иногда эти изменения происходят в течение миллионов лет, а иногда почти мгновенно. Например, даже землетрясения и ураганы могут сыграть свою роль.
Оказывается, сегодня магическое число 86 400 секунд встречается очень редко.
Постоянно меняющаяся планета
Вращение Земли замедлилось за миллионы лет из-за эффектов трения, связанных с лунными приливами. Этот процесс увеличивает продолжительность каждого дня примерно на 2,3 миллисекунды каждые 100 лет. Несколько миллиардов лет назад должен был наступить День Земли. 19 часов.
В течение последних двадцати тысяч лет другой процесс работал в противоположном направлении, ускоряя вращение Земли. Когда закончился последний ледниковый период, таяние полярных ледяных щитов понизило поверхностное давление, и мантия Земли начала неуклонно двигаться к полюсам.
Подобно тому, как балерины вращаются быстрее, когда они направляют руки к своему телу — оси, вокруг которой они вращаются, — скорость вращения нашей планеты увеличивается по мере того, как эта масса мантии приближается к оси Земли. Каждый день этот процесс сокращался примерно на 0,6 миллисекунды за столетие.
В течение десятилетий и дольше также играет роль взаимосвязь между недрами Земли и ее поверхностью. Сильные землетрясения могут изменить продолжительность дня, хотя обычно в небольших количествах. Например, считается, что Великое землетрясение Тохоку в Японии в 2011 году магнитудой 8,9 ускорило вращение Земли на относительно небольшую величину. 1,8 микросекунды.
Помимо этих крупномасштабных изменений, в течение более коротких периодов погода и климат также оказывают важное влияние на вращение Земли, вызывая различия в обоих направлениях.
Двухмесячные и месячные приливные циклы перемещают массу вокруг планеты, вызывая колебания продолжительности дня до миллисекунд в любом направлении. Мы можем видеть приливные вариации Записывает продолжительность дня в течение периодов до 18,6 лет. Движение нашей атмосферы оказывает особенно сильное влияние, и океанские течения тоже играют роль. Сезонный снежный покров, дождь или добыча грунтовых вод еще больше меняют ситуацию.
Почему Земля вдруг замедляется?
С 1960-х годов, когда операторы радиотелескопов по всей планете начали изобретать технологии Одновременное обнаружение космических объектов, таких как квазарыу нас есть очень точные оценки скорости вращения Земли.
Использование радиотелескопов для измерения вращения Земли включает наблюдения за радиоисточниками, такими как квазары. ему приписывается:[{» attribute=»»>NASA Goddard
A comparison between these measurements and an atomic clock has revealed a seemingly ever-shortening length of day over the past few years.
But there’s a surprising reveal once we take away the rotation speed fluctuations we know happen due to the tides and seasonal effects. Despite Earth reaching its shortest day on June 29, 2022, the long-term trajectory seems to have shifted from shortening to lengthening since 2020. This change is unprecedented over the past 50 years.
The reason for this change is not clear. It could be due to changes in weather systems, with back-to-back La Niña events, although these have occurred before. It could be increased melting of the ice sheets, although those have not deviated hugely from their steady rate of melt in recent years. Could it be related to the huge volcano explosion in Tonga injecting huge amounts of water into the atmosphere? Probably not, given that occurred in January 2022.
Scientists have speculated this recent, mysterious change in the planet’s rotational speed is related to a phenomenon called the “Chandler wobble” – a small deviation in Earth’s rotation axis with a period of about 430 days. Observations from radio telescopes also show that the wobble has diminished in recent years. Perhaps the two are linked.
One final possibility, which we think is plausible, is that nothing specific has changed inside or around Earth. It could just be long-term tidal effects working in parallel with other periodic processes to produce a temporary change in Earth’s rotation rate.
Do we need a ‘negative leap second’?
Precisely understanding Earth’s rotation rate is crucial for a host of applications – navigation systems such as GPS wouldn’t work without it. Also, every few years timekeepers insert leap seconds into our official timescales to make sure they don’t drift out of sync with our planet.
If Earth were to shift to even longer days, we may need to incorporate a “negative leap second” – this would be unprecedented, and may break the internet.
The need for negative leap seconds is regarded as unlikely right now. For now, we can welcome the news that – at least for a while – we all have a few extra milliseconds each day.
Written by:
- Matt King – Director of the ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, University of Tasmania
- Christopher Watson – Senior Lecturer, School of Geography, Planning, and Spatial Sciences, University of Tasmania
This article was first published in The Conversation.
«Писатель. Внештатный исследователь твиттера. Будущий кумир подростков. Заядлый пивной ниндзя».