На Землі цикл день-ніч визначений чітко, адже кожна доба закінчується за 24 години до початку наступної. Тому це є своєрідним мірилом, за яким живуть люди, дотримуючись годинникового механізму, пише science alert.
Водночас сама планета є не такою точною, адже її обертання не дотримується строго 24-годинного часового інтервалу.
“Багато коливань тривалості земної доби мають відомі причини. Але в масштабах від десятиліть до тисячоліть вчені помітили незначні коливання тривалості дня, які трохи складніше визначити”, – розповідають у матеріалі.
Таким чином команда геофізиків зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха стверджує, що знайшла відповідь на це питання у розплавленому залізному ядрі Землі, маленькі зміни в якому впливають на обертання планети.
За словами дослідників, є кілька різних коливань, які впливають на зміну тривалості земної доби. Одне з них становить приблизно 1,72 мілісекунди на століття та спричинене Місяцем, а також повільними коливаннями земної кори там, де раніше її обтяжував давній лід. Крім того, на обертання Землі може впливати й зміна об’ємів води, адже маса зміщується під її поверхнею, так само як і об’єми льоду.
“У десятилітніх масштабах коливання від 2 до 3 мілісекунд пов’язані з великомасштабними потоками в рідкому ядрі Землі. Але кожну тисячу років відбувається ще одне коливання – приблизно 3-4 мілісекунди, і його причина незрозуміла. Час коливань узгоджується з рухом на межі ядра і мантії, але попередня спроба 2006 року пов’язати модель з даними спостережень була не зовсім успішною”, – нагадали у виданні.
За словами швейцарських вчених, з того часу суттєво покращилися методи теоретичного моделювання та збір даних спостережень, тому вони вирішили провести таке дослідження ще раз.
Аби точно визначити правильне коливання, команді необхідно було відняти всі інші відомі коливання. Тобто їм потрібно було ретельно змоделювати зміни об’єму льоди та води та визначити, як вони змінюють обертання землі. Крім того, потрібно було врахувати вплив притягання Місяця та еластичної земної кори.
“Дослідники використовували нейронну мережу, а також вимірювання магнітного поля Землі, отримані з гірських порід, і сучасні вимірювання магнітного поля. Вони також використали попередню роботу, яка надала вичерпну історію обертання Землі на основі даних про затемнення і місячні затемнення – коли Місяць затуляє планету або зірку – аж до 720 року до нашої ери”, – підкреслили у science alert.
Врешті-решт результати показали, що вплив зрушень у масі льоду та води Землі був набагато меншим, ніж вважалося раніше. Ба більше, коливання на тисячолітніх часових масштабах узгоджуються зі спрощеною моделлю магнітогідродинаміки зовнішнього рідинного ядра Землі.
“Наші результати показують важливість внутрішньої геодинаміки для довготривалих коливань довжини дня, особливо через рух рідини в зовнішньому ядрі Землі. Однак, попри існуючі недоліки, включаючи відсутність комплексної фізичної моделі, яка б враховувала різні компоненти динаміки ядра, існує достатня мотивація для вдосконалення наявних на сьогодні моделей ядра Землі”, – зауважили вчені у своїй статті, яка опублікована в журналі Geophysical Research Letters.