Продолжительность земных дней и ориентация нашей планеты выводятся из равновесия, поскольку, как показывают новые исследования, антропогенное изменение климата постоянно меняет вращение Земли.
Сначала эти изменения будут для нас незаметны, но они могут иметь серьёзные последствия, включая необходимость введения отрицательных дополнительных секунд, вмешательство в космические путешествия и изменение внутреннего ядра нашей планеты, предупреждают исследователи.
День на Земле длится около 86 400 секунд. Но точное время, необходимое нашей планете для совершения одного оборота, может ежегодно сдвигаться на крошечные доли миллисекунд из-за ряда факторов, таких как движение тектонических плит, изменения во вращении внутреннего ядра и гравитационное притяжение Луны.
Однако антропогенное изменение климата — ещё один фактор, который может изменять длину наших дней, и учёные только начинают осознавать, как сильно это повлияет на вращение нашей планеты в следующие годы.
За последние несколько десятилетий скорость потери льда с полярных регионов Земли, особенно с Гренландии и Антарктиды, из-за глобального потепления значительно увеличилась, что приводит к повышению уровня морей. Большая часть этой дополнительной воды накапливается около экватора, вызывая небольшое выпячивание планеты в области срединной широты. Это, в свою очередь, замедляет вращение планеты, поскольку больший вес распределён дальше от центра планеты — аналогично тому, как выступающие на льду фигуристы замедляются, отводя руки от тела.
В новом исследовании, опубликованном 15 июля в журнале PNAS, учёные использовали передовую программу искусственного интеллекта (ИИ), которая сочетает данные из реального мира с законами физики, чтобы предсказать, как со временем будет менять вращение планеты.
Результаты подтверждают похожее исследование, опубликованное в марте, которое предполагало увеличение длины дней на Земле в будущем. Однако новая программа предложила гораздо более точные оценки того, каким образом со временем будут увеличиваться дни.
Та же самая научная группа, стоящая за новым исследованием, также выпустила другое исследование, опубликованное 12 июля в журнале Nature Geoscience, которое показало, что увеличенное количество воды около экватора смещает ось вращения Земли. Это приводит к тому, что ежегодно магнитные полюса смещаются дальше от оси.
Учёные ранее обнаружили, что этот эффект, скорее всего, происходит как минимум в течение последних трёх десятилетий. Однако новое исследование предполагает, что ось будет двигаться ещё дальше от текущего положения, чем предсказывали предыдущие исследования.
«Мы, люди, оказываем на нашу планету куда большее влияние, чем мы понимаем, — заявил Бенедикт Соя (Benedikt Soja), геодезист из ETH Zurich в Швейцарии, который был соавтором обоих новых исследований. — Это естественным образом возлагает на нас большую ответственность за будущее нашей планеты.»
Земля замедляется
Длина дней на Земле всегда варьировалась. Примерно миллиард лет назад нашей планете, вероятно, требовалось всего 19 часов на завершение одного оборота, перед тем как замедлиться до 24 часов, которые мы наблюдаем сегодня.
Это изменение также происходит и на более коротких временных масштабах. Например, в 2020 году Земля вращалась быстрее, чем в любой момент с начала записей в 1960 году. В 2021 году вращение планеты снова начало замедляться, невзирая на то, что в июне 2022 года мы испытали самый короткий зафиксированный день.
В целом вращение Земли замедляется на протяжении тысячелетий, в основном из-за процесса, известного как лунное приливное трение, при котором гравитационное воздействие Луны на наши океаны оттягивает воду от полюсов. В настоящее время этот эффект увеличивает длину наших дней примерно на 2,3 миллисекунды каждый век.
Новые исследования показывают, что изменение климата в настоящее время увеличивает длину наших дней примерно на 1,3 миллисекунды каждый век. Однако, основываясь на текущих моделях глобальной температуры, исследователи предсказывают, что к концу 21 века это значение может увеличиться до 2,6 миллисекунды за век, что сделает изменение климата самым значительным влиянием на вращение нашей планеты.
Потенциальные воздействия
Одним из наиболее вероятных последствий увеличения продолжительности дней будет необходимость введения отрицательных дополнительных секунд — когда мы время от времени будем вычитать секунду из будущих дней, чтобы адаптироваться к удлиняющимся дням, аналогично введению високосного года.
Исследование, опубликованное в марте, предполагает, что такая необходимость может возникнуть уже с 2029 года, в основном для того, чтобы справиться с удлинением дней, происходящим за последние тысячелетия.
Ранее учёные предполагали, что введение отрицательных секунд может повлиять на точность времени в компьютерах и смартфонах. Однако не все убеждены в том, что это станет серьёзной проблемой.
Учёные, принимавшие участие в новых исследованиях, также отметили, что будущие изменения могут повлиять на космические полёты.
«Даже если вращение Земли меняется медленно, этот эффект должен быть учтён при навигации в космосе — например, при отправке космического аппарата для посадки на другую планету», — сказал Сойя.
Поэтому важно тщательно отслеживать эти изменения, добавил он.
Команда также предупредила, что изменения в оси вращения Земли могут повлиять на вращение внутреннего ядра Земли, что в свою очередь может ускорить удлинение дней. Однако эта потенциальная взаимосвязь пока ещё в значительной степени неизвестна.
