Звичні 24 години — це радше зручне округлення, ніж абсолютно незмінна величина. Швидкість обертання Землі постійно трохи коливається, через що тривалість доби може змінюватися на кілька мілісекунд.
Причину цього явища вчені шукають далеко під поверхнею планети — у взаємодії між її ядром і мантією.
Дослідники з Університету Альберти Хуейфен Чжан та Матьє Дюмберрі запропонували пояснення механізму, який пов'язує ці зміни з рухами в глибинах Землі. Результати роботи опубліковані в журналі Nature.
Що відбувається на глибині майже 3000 кілометрів
Земля не є монолітною кулею, яка обертається з абсолютно сталою швидкістю. Її рідке зовнішнє ядро, сформоване переважно з металу, здатне протягом десятиліть змінювати швидкість свого руху.
Коли ядро поступово прискорюється, мантія реагує протилежним чином — її обертання дещо сповільнюється. Через це тривалість земної доби збільшується на крихітні частки секунди.
Так працює закон збереження кутового моменту: зміна швидкості однієї частини планети компенсується рухом іншої.
Проте тривалий час залишалося незрозумілим, що саме забезпечує таку передачу моменту між різними шарами надр.
Виявилося, що ядро Землі не зовсім сферичне
Нове дослідження вказує на важливу роль твердого внутрішнього ядра.
На відміну від ідеальної кулі, воно має нерівномірний розподіл маси та складнішу форму. Коли внутрішнє ядро рухається, його гравітаційне поле взаємодіє з неоднорідностями в мантії.
У результаті виникає своєрідний гравітаційний крутний момент, здатний впливати на обертання всієї планети.
Простіше кажучи, різні шари Землі постійно «обмінюються» кутовим моментом, і цей процес можна помітити навіть за змінами тривалості доби.
Гравітації протистоять дві інші сили
Однак рух надр не є абсолютно вільним. Гравітаційній взаємодії протидіють тертя та електромагнітні сили, які діють у районі межі між ядром і мантією.
Саме взаємодія цих процесів не дозволяє швидкості обертання Землі змінюватися хаотично. У результаті планета переживає відносно невеликі та поступові коливання.
За десятиліття ці зміни можуть накопичуватися, хоча в повсякденному житті людина їх практично не відчуває.
Внутрішнє ядро теж виявилося не таким «твердим», як можна було уявити
Дослідження принесло ще один цікавий висновок про центр нашої планети.
Вчені припускають, що тверде внутрішнє ядро здатне повільно деформуватися під дією внутрішніх процесів. Такі зміни форми можуть відбуватися приблизно протягом десятиліття.
Це означає, що навіть найглибші області Землі не є абсолютно статичними. Металева частина ядра може змінювати свою форму та взаємодіяти з навколишніми шарами.
Таким чином, тривалість земної доби визначається не лише обертанням планети як цілого. На неї впливає складна «гра» між ядром, мантією, гравітацією, тертям та електромагнітними процесами — причому частина цих змін відбувається тисячі кілометрів під нашими ногами.
Нагадаємо, Економічні новини писали, що вчені відкрили суперземлю з вічною ніччю: загадкова планета ховається поруч із нами.
