Най-краткият ден: Защо Земята се завъртя по-бързо от всякога?

Земята записа нов рекорд за най-кратък ден, откакто учените започнаха да използват атомни часовници за измерване на нейната скорост на въртене. На 29 юни 2022 г. планетата извърши обичайното си 24-часово завъртане с 1.59 милисекунди по-бързо, поставяйки последното от поредицата постижения за скорост от 2020 г. насам, пише EarthSky.

Това озадачава учените, повечето от които смятат, че Земята се забавя от векове. Изчисленията показват, че за по-дълги периоди цикълът забавя – с по няколко милисекунди отгоре на сто години (б.р. – 1 милисекунда се равнява на 0.001 секунди).

Ето защо понякога се налага да добавяме високосна секунда към календарите си, като последно това се случи на 31 декември 2016 г.

Точните изчисления станаха възможни благодарение на възприемането на концепцията на атомните часовници през 70-те години. 

Въртенето на Земята се колебае

Най-общо казано, Земята се завърта около оста си веднъж на всеки 24 часа. Това е и причината да изглежда, че слънцето изгрява и залязва всеки ден.

Учените, които изучават въртенето на Земята, използват термина продължителност на деня, говорейки за това колко бавно или бързо се върти планетата. Дължината на деня е разликата между времето, необходимо на Земята да се завърти веднъж около оста си – сумарно 86 400 секунди (което е 24 часа).

Когато продължителността на деня нараства, Земята се върти по-бавно. Когато намалява и стане отрицателно число, Земята се върти по-бързо.

Смята се, че постепенното забавяне на нашата планета се дължи до голяма степен на Луната, чиято орбита около Земята създава приливно триене. То, от своя страна, постепенно забавя въртенето както на Земята, така и на Луната.

Има редици предположения за забавянето на въртенето – от забавянето на сеизмичната активност и движенията на разтопеното ядро на Земята до топенето на ледниците, препращащо към намаляването на тежестта върху полюсите.

Ускоряване

През последните години скоростта ѝ се ускорява. Така през 2020 г. Земята записа 28 от най-кратките дни, откакто през 60-те години на миналия век започнаха точните ежедневни измервания с помощта на атомни часовници. Най-краткият ден от всички през въпросната година бе регистриран на 19 юли (-1.47 милисекунди).

Земята продължи да се върти бързо през 2021 г., въпреки че най-краткият ден тогава бе малко по-дълъг от този през 2020 г. Сега, през 2022 г., нещата отново се ускориха. На 29 юни Земята постави нов рекорд за най-кратък ден в ерата на атомния часовник: -1.59 милисекунди.

През следващия месец Земята почти подобри рекорда си, отбелязвайки продължителност на деня от -1.50 милисекунди на 26 юли.

Причината за настоящата низходяща тенденция на продължителността на най-краткия ден може да е свързана с процеси във вътрешните или външните слоеве на Земята, океани, приливи или дори климат. Учените не са сигурни и се опитват да направят прогнози за продължителността на деня от години.

Експертите допускат и друга причина. Става дунма за…

„Колебанието на Чандлър“

По същество теорията твърди, че различното въртене е свързано с географските полюси на Земята, които се движат по повърхността на земното кълбо.

„Колебанието на Чандлър“ е компонент на мигновеното движение на земната ос на въртене, така нареченото полярно движение, което променя позицията на точката на земното кълбо, където оста пресича земната повърхност“, обяснява Леонид Зотов от астрономическия институт „Щернберг“ на Държавния московски университет Ломоносов.

То обяснява, че амплитудата на „колебанието на Чандлър“ е променлива, средно 3-4 метра за период от 433 дни.

През 2017-2020 г. амплитудата му беше по-малка от 30 см, което досега е наблюдавано веднъж около 1928 г.“

По думите на Зотов това, което наблюдаваме днес, е рядкост – от 2016 г. скоростта на въртене на планетата се увеличава, а сега сме достигнали най-кратката продължителност на деня в историята.

Защо географските полюси на Земята се движат?

„Те се движат, защото Земята не е мъртва планета“, посочва Зотов. Въпреки че позицията на небесния полюс постепенно се променя в продължение на 26 000 години поради прецесията (б.р. – промяна на наклона на оста – оттам и на равнината – на въртене на едно тяло), движението на полюсите по повърхността на планетата е нещо по-краткосрочно.

„Полярното движение се причинява от геофизични процеси в земните системи, по-специално течения в океана, ветрове в атмосферата, вътрешни процеси в Земята“, обяснява Зотов.

Предположението на учените е, че нещо се случва вътре в Земята с ядрото и мантията. „Не сме сигурни, защото Земята е много сложна система, но вярвам, че причинява разпадането на колебанието на Чандлър и синхронното намаляване на продължителността на деня.“

Никой не е очаквал, че Земята ще се ускори“, посочва още Зотов.

Ще се наложи ли първото премахване на секунда? 

Със стартирането на прецизното измерване и отрикитието, че планетата обикновено се завърта за малко повече от 24 часа Международната служба за въртене на Земята и референтни системи (IERS) започна понякога да добавя високосни секунди, за да компенсира по-бавното въртене. 

IERS добави високосни секунди 28 пъти от 1972 г. до 2016 г. На 28 юли 2022 г. потвърди, че няма да добави високосна секунда в края на 2022 г., което едва ли е изненадващо, като се има предвид, че Земята сега изглежда се ускорява. За първи път тенденцията явно е в другата посока. 

Трябва ли IERS да използва отрицателна високосна секунда през 2023 г. и да извърши изваждане от универсалното време? 

Това е работата на Кристиан Бизуар, директор на Международното бюро за въртене на Земята в Париж и съавтор на научни доклади. 

Той внимателно анализира ситуацията и ако тя не се промени, ще направи първо изявление в историята и ще премахне секунда.“ 

Отпадането на секундата със сигурност не е неизбежно. „Надявам се, че ускорението на Земята спира и няма нужда да изваждаме секунда, но кой знае?“ каза Зотов. 

Предвиждането на вариациите във въртенето на Земята е почти толкова трудно, колкото прогнозирането на цените на акциите.“