Земля замедляется: вращение планеты достигло рекордных изменений за 3,6 миллиона лет

Большинство людей считают, что Земля вращается с неизменной скоростью. День всегда длится 24 часа, утро сменяет ночь, и этот порядок кажется незыблемым. Но планета живет своей жизнью, и ее вращение постоянно меняется. Иногда чуть быстрее, иногда чуть медленнее. Новое исследование, восстановившее историю вращения Земли за последние 3,6 миллиона лет, показало нечто неожиданное: скорость изменений сегодня приближается к максимальным значениям за всю эту эпоху.

Что измеряют ученые

Главный показатель в исследовании — отклонение длины суток от стандартных 86 400 секунд. Эта величина зависит от распределения массы на планете. Когда масса смещается ближе к оси вращения, Земля крутится быстрее. Когда масса уходит дальше от оси — вращение замедляется. Это работает точно так же, как фигурист, прижимающий руки к телу, чтобы ускорить вращение, или раскидывающий их, чтобы замедлиться.

За последние миллионы лет главным механизмом такого перераспределения массы были ледниковые щиты.

Ледниковые качели

Во время ледниковых периодов огромные объемы воды замерзали и накапливались в виде льда в Северном полушарии. Уровень Мирового океана падал, вода перемещалась из океанов на континенты. Когда ледники таяли, вода возвращалась обратно. Каждое такое движение меняло момент инерции планеты и влияло на скорость ее вращения.

Реконструкция показывает, что в ранние фазы ледниковых циклов колебания были умеренными — около десяти миллисекунд в длине суток с периодичностью примерно 40 тысяч лет. Но около миллиона лет назад произошла перемена. Ледниковые циклы стали длиннее и мощнее, ледяные щиты вырастали больше и разрушались резче. Колебания в длине суток достигли 10–30 миллисекунд.

Этот период ученые называют Среднеплейстоценовым переходом — одной из самых драматических перестроек климатической системы Земли. Теперь выяснилось, что эта перестройка была настолько сильной, что повлияла на вращение самой планеты.

Катастрофы, оставившие след

Исследование также выявило внезапные события, вызывавшие резкие изменения вращения. Около 8 200 лет назад огромные ледниковые озера в Северной Америке внезапно прорвались и сбросили воду в океан. Катастрофический выброс пресной воды быстро поднял уровень моря и перераспределил колоссальные массы воды по планете. Это изменило вращение Земли на несколько миллисекунд.

Еще более сильные сдвиги происходили во время мощных таяний, завершавших последний ледниковый период. Уровень океана поднимался стремительно, и эти события оставили самые заметные следы в истории вращения планеты.

Что происходит сейчас

Когда современные измерения наложили на геологическую историю, обнаружилось нечто странное. Скорость увеличения длины суток в последние десятилетия находится близко к верхней границе значений за последние 3,6 миллиона лет. Лишь малая доля прошлых изменений превышает то, что фиксируется сегодня.

Конечно, речь идет о миллисекундах. Человек не способен почувствовать разницу в тысячную долю секунды. Но для систем, требующих предельной точности, эти изменения значимы. Глобальная навигация, расчет орбит спутников, космическая навигация — все это зависит от точного знания ориентации и скорости вращения планеты.

Современное время отсчитывается атомными часами, но гражданское время должно оставаться синхронизированным с вращением Земли. Из-за непостоянства вращения в мировую шкалу времени приходится добавлять дополнительные секунды.

Влияние Луны

Еще один мощный фактор, действующий на протяжении всей истории планеты — приливное трение между Землей и Луной. Оно постепенно замедляет вращение, удлиняя день на небольшую величину каждое столетие. На фоне этого медленного фона ледниковые пульсации выделяются особенно ярко.

Память планеты

В результате получается планета, вращение которой никогда не было идеально стабильным. Длина суток хранит память о движении льдов, океанов и климата на протяжении миллионов лет. Ледники, наступавшие на континенты, океаны, поднимавшиеся при их таянии, внезапные потоки пресной воды — все это оставило отпечаток в скорости вращения Земли.

Изменения незаметны в повседневной жизни. Но за ними стоит динамичная планета, чье вращение чутко реагирует на перемещение собственных океанов и льдов. И сегодня, когда климат меняется с небывалой скоростью, Земля снова ускоряет или замедляет свой бег. Вопрос в том, успеем ли мы понять эти сигналы, прежде чем они станут чем-то большим, чем миллисекунды, заметные только приборам.