Гравітація внутрішнього ядра Землі змінює тривалість доби

Взаємодія гравітації внутрішнього ядра Землі з процесами в мантії може протягом десятиліть незначно прискорювати або сповільнювати обертання планети, змінюючи тривалість доби на мілісекунди. Про нове дослідження, опубліковане цього тижня в журналі Nature, повідомляє Wired.

Тривалість земної доби не є сталою. На швидкість обертання впливають коливання в атмосфері та океанах, великі землетруси, які перерозподіляють масу планети, а також танення континентального льоду, що збільшує обсяг води в океанах. Частина змін, помітних у масштабі кількох десятиліть, імовірно, пов’язана з глибшими процесами в надрах Землі.

Роль внутрішнього ядра

Під кам’янистою мантією розташоване зовнішнє ядро — шар надгарячого рідкого металу завтовшки близько 1 400 миль, який постійно рухається. Зміни цих потоків можуть впливати на швидкість обертання решти планети. Водночас тертя між ядром і мантією надто слабке, щоб повністю пояснити передачу такого впливу.

Автори роботи запропонували механізм, за якого гравітація внутрішнього ядра діє в одному напрямку, а інші взаємодії між ядром і мантією — у протилежному. Внутрішнє ядро обертається не з тією самою швидкістю, що й інша частина планети, через що трохи зміщується відносно нерівномірностей маси в мантії. Гравітація намагається повернути шари надр у більш узгоджене положення, що мінімально впливає на обертання поверхні.

Перевірка моделі

Дослідники відтворили вплив цієї взаємодії на обертання Землі у 1964–2019 роках. Для цього вони використали сейсмічні оцінки обертання внутрішнього ядра та моделі руху рідкого металу в зовнішньому ядрі.

Гравітаційна модель, за даними авторів, близько відтворила час і масштаб поступових змін швидкості обертання, зафіксованих упродовж десятиліть. Науковці зазначають, що на тривалість доби, імовірно, впливають й інші чинники, які ще не встановлені, однак запропонований механізм пояснює суттєву частину змін.