Гравітаційний момент ядра пояснив багатодесятилітні зміни тривалості доби
Дослідники пов’язали багатодесятилітні коливання тривалості доби із гравітаційним моментом внутрішнього ядра Землі.
Дослідники дійшли висновку, що головним чинником багатодесятилітніх коливань тривалості доби на Землі може бути гравітаційний момент, пов’язаний із рухом внутрішнього ядра. Модель відтворює амплітуду та часову фазу змін, зафіксованих у 1964–2019 роках, коли тривалість доби коливалася на кілька мілісекунд.
Як повідомляє Nature, швидкість обертання Землі не є сталою. Коротші зміни виникають, зокрема, через припливи, атмосферні вітри й океанічні процеси, а довгострокове сповільнення пов’язане з місячним припливним тертям. Предметом нового дослідження стали коливання на масштабі приблизно 60–70 років.
Роль внутрішнього ядра
Автори дослідження пов’язують ці зміни з обміном кутовим моментом між ядром і мантією. Вони використали сейсмічно реконструйовану історію змін обертання внутрішнього ядра та дані про потоки поблизу верхньої частини рідкого ядра. За моделлю, внутрішнє ядро зміщується відносно гравітаційного вирівнювання з неоднорідностями густини в мантії, а це створює змінний гравітаційний момент, що діє на мантію.
Для параметрів моделі з силою гравітаційного моменту 1,3 × 1019 Н·м і характерним часом в’язкої релаксації межі внутрішнього ядра шість років розрахунки узгодилися зі спостережуваними багатодесятилітніми змінами тривалості доби. В’язка деформація межі внутрішнього ядра, за оцінкою авторів, зміщує максимум гравітаційного моменту приблизно до 2000 року.
Інші механізми діють у протилежній фазі
Дослідники також оцінили електромагнітний і топографічний моменти на межі ядра та мантії. Обидва механізми можуть мати потрібний порядок величини, однак їхні розраховані часові зміни загалом не збігаються зі спостереженнями та перебувають у протилежній фазі до коливань тривалості доби.
Байєсівський аналіз показав, що в найкращих варіантах моделі гравітаційний момент переважно запускає багатодесятилітні зміни, тоді як момент на межі ядра й мантії їм протидіє. Автори наголошують, що висновки залежать від точності моделей обертання внутрішнього ядра та потоків у ядрі. Розгляд обмежили періодом 1964–2019 років, оскільки використана модель потоків завершується у 2019 році.
