Почему Земля замедляется и дни становятся длиннее: виноваты ли люди

Таяние полярных льдов перераспределяет массу Земли от полюсов к экватору.Источник изображения: sciencealert.com Дни на Земле становятся длиннее — и впервые в геологической истории главной причиной этого могут быть не приливные силы Луны, а деятельность человека. Новое исследование учёных из Венского университета и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) показало, что скорость удлинения суток сегодня не имеет аналогов за последние 3,6 миллиона лет. Разница в масштабе десятых долей миллисекунды — но последствия куда серьёзнее, чем кажется на первый взгляд. Почему вращение Земли замедляется из-за таяния льдов Строго говоря, 24-часовые сутки — это условность . Длина дня меняется из-за гравитационного влияния Луны, геофизических процессов в недрах планеты, на её поверхности и в атмосфере. Мы уже рассказывали, почему из-за глобального потепления дни становятся длиннее , но к этим природным механизмам в XXI веке добавился новый фактор. С 2000 по 2020 год сутки удлинялись с темпом, эквивалентным 1,33 миллисекунды за столетие — из-за климатических факторов, и прежде всего из-за перераспределения масс между континентами и океаном в результате таяния полярных ледяных щитов и горных ледников. Механизм понятен даже без формул: когда лёд тает у полюсов, вода растекается к экватору. Масса планеты смещается от оси вращения к «талии». Здесь работает тот же принцип, что и у фигуристки на льду. Когда она прижимает руки к телу, вращение ускоряется. Когда разводит руки — замедляется. Земля сейчас «разводит руки»: масса, которая была сосредоточена у полюсов в виде льда, расползается к экватору в виде воды. Планета становится чуть более сплюснутой — и вращается медленнее. День на Земле становится длиннее, когда она вращается медленнее вокруг своей оси. Как учёные измерили длину суток за 3,6 миллиона лет Ключевой вопрос исследования был простым: а бывало ли такое раньше? Может быть, климат и прежде так же быстро удлинял сутки? До сих пор это оставалось неясным. Чтобы ответить, команда реконструировала древние колебания длины суток, используя ископаемые остатки одноклеточных морских организмов — бентосных фораминифер . Это крошечные существа, которые строят себе раковины из минералов морской воды. Они живут на дне океанов уже сотни миллионов лет, а их окаменелости работают как природные архивы климат а: химический состав раковин хранит информацию об уровне моря в эпоху, когда фораминифера была жива. «По химическому составу ископаемых фораминифер мы можем восстановить колебания уровня моря и математически вычислить соответствующие изменения длины суток» , — объясняет первый автор работы Мостафа Кьяни Шахванди из Венского университета. Чтобы справиться с неизбежными пробелами и неточностями палеоклиматических данных, учёные применили вероятностный алгоритм глубокого обучения — физически информированную диффузионную модель. Планктонные фораминиферы, обитающие у поверхности океана — природные хранители климатической информации. Источник изображения: sciencealert.com Самое медленное вращение Земли за миллионы лет: что показали данные Это первая работа, в которой ископаемые архивы были использованы для изучения истории климатического влияния на длину суток. Результаты оказались впечатляющими. За весь четвертичный период — последние 2,6 миллиона лет — рост и таяние крупных континентальных ледяных щитов неоднократно вызывали заметные изменения длины суток через колебания уровня моря. Но ни одно из этих событий не может сравниться с тем, что происходит сегодня. «Лишь один раз — около 2 миллионов лет назад — скорость изменения длины суток была приблизительно сопоставимой, но ни до, ни после этого планетарная «фигуристка» не раздвигала руки и не поднимала уровень моря так быстро, как в 2000–2020 годах» , — говорит Кьяни Шахванди. «Это быстрое увеличение длины суток означает, что скорость современного изменения климата беспрецедентна как минимум с позднего плиоцена, 3,6 миллиона лет назад. Нынешний быстрый рост длины дня можно объяснить преимущественно влиянием человека» , — подытоживает Зоя Бенедикт, профессор космической геодезии в ETH Zurich и соавтор исследования. Как удлинение суток влияет на технологии и точное время 1,33 миллисекунды за столетие — звучит как ничто на фоне 86 400 секунд в сутках. Повседневная жизнь от этого не изменится: биологические часы человека, животных и растений настроены на примерно 24-часовой цикл и подобных сдвигов просто не заметят. Но для технологий, работающих с точным временем, даже миллисекунды имеют значение . «К концу XXI века изменение климата вероятно будет влиять на длину суток сильнее, чем Луна. Хотя изменения составляют лишь миллисекунды, они могут вызвать проблемы во многих областях, например в точной космической навигации, которая требует точных данных о вращении Земли» , — отмечает Зоя Бенедикт. Для справки: из-за приливного трения Луна замедляет Землю примерно на 1,72 миллисекунды за столетие — и именно этот «лунный тормоз» до сих пор был главной силой, удлиняющей наши сутки. Более пессимистичные модели предполагают ещё более тревожный сценарий. Если мир продолжит нагреваться из-за выбросов парниковых газов, к концу столетия влияние климата на длину суток может дать прибавку около 2,62 миллисекунды за столетие — и это уже больше, чем вклад Луны. С 1972 года международные хронометристы вводили секунды координации, чтобы синхронизировать атомные часы с замедляющимся вращением Земли. Из-за таких поправок 1972-й вообще стал самым длинным годом в истории . Но эти корректировки были рассчитаны на предсказуемое торможение. Скорость вращения, которая меняется нерегулярно и всё больше зависит от человеческого влияния, делает систему секунд координации сложнее в управлении. Именно поэтому в далёком будущем сутки могут длиться 25 часов . Системы космической навигации требуют точнейших данных о вращении Земли Действительно ли люди замедляют Землю: что доказано Стоит подчеркнуть: исследование не утверждает, что мы находимся на пороге какой-то катастрофы из-за удлинения суток. Речь идёт о том, что скорость климатического воздействия на вращение Земли сейчас уникально высока по сравнению с геологическим прошлым. Это, в свою очередь, служит ещё одним индикатором того, насколько быстро меняется климат в наши дни. Вращение Земли — чрезвычайно сложная система. На неё влияют приливное трение Луны, перестройка мантии после ледниковых периодов, движение жидкого ядра , атмосферные потоки и даже крупные землетрясения. Показательный пример: в середине 2010-х — начале 2020-х вращение Земли даже временно ускорилось из-за краткосрочных колебаний. А 29 июня 2022 года был зафиксирован самый короткий день за всю эру атомных часов — примерно на 1,59 миллисекунды короче обычного. Именно поэтому авторы подчёркивают, что их метод — сравнение палеоклиматических данных за миллионы лет — позволяет отделить долгосрочный климатический тренд от краткосрочных флуктуаций. Будь в курсе новых событий по максимуму — подписывайся на наш канал в Max ! Это первая работа, связавшая ископаемые архивы с историей климатического влияния на длину суток, и она прокладывает мост между прошлыми и будущими климатическими эффектами на вращение Земли. Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth . Мы привыкли думать о последствиях изменения климата в терминах температуры, уровня моря и экстремальной погоды. Но оказывается, что деятельность человека способна менять и кое-что более фундаментальное — скорость вращения целой планеты . Это не повод для паники, но повод осознать масштаб: впервые за миллионы лет вращение планеты формируется не орбитальной механикой и не природными ледниковыми циклами, а движением воды, которое запустили люди.
Batafsil | Подробно | Read more... Hi News