Люди сломали хронометр Земли: что-то, созданное человеком, заставляет планету вращаться медленнее

Наши древние предки делили свою жизнь на дни, следуя естественному ритму восхода и захода Солнца. Эта система отлично работала в течение тысячелетий, но к 20 веку наука развилась настолько, что исследователи сделали большое открытие: Земля на самом деле "ужасный хранитель времени", пишет Science Focus.

В чем же дело? Основная проблема заключается в том, что никакие два оборота или два дня на самом деле не бывают одинаковой продолжительности. В действительности же существует огромное количество факторов, влияющих на вращение нашей планеты, в том числе и землетрясения. Например, ученые обнаружили, что землетрясение 2011 года в Японии, вызвавшее аварию на Фукусиме, ускорило вращение Земли на 1,8 миллионной доли секунды.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Исследователи отмечают, что всему этому также способствует также и гравитация Луны. Дело в том, что спутник нашей планеты пытается удержать наши океаны на месте, тогда как Земля продолжает вращаться под ними, несмотря ни на что. Это приливное трение лишает Землю небольшой энергии вращения — это приводит к тому, что день становится длиннее примерно на две тысячных секунды за столетие.

Отметим, что замедление вращения Земли может быть долгосрочной тенденцией, однако были замечены и краткосрочные рекорды в другом направлении. Например, 29 июня 2022 года был зафиксирован самый короткий день в истории наблюдений — на 1,59 миллисекунды быстрее среднего, побив предыдущий рекорд, установленный в 2020 году. Тогда ученые предположили, что это было вызвано изменениями в глубоком ядре.

Теперь ученые обнаружили, что огромные объекты, возведенные людьми, также способны влиять на вращение Земли. Например, китайская плотина Три ущелья высотой в 185 метров, охватывающая реку Янцзы в Центральном Китае и являющаяся крупнейшей плотиной в миле, чья длина составляет более 2 300 метра.

Известно, что на строительство плотины ушло 28 миллионов кубических метров бетона и достаточно стали, чтобы построить 63 копии Эйфелевой башни. Для строительства плотины потребовалось 40 000 человек, у которых ушло 17 лет, а общая стоимость строительства составила 37 миллионов долларов. Плотина может вместить 40 миллиардов кубических метров воды — около 16 миллионов олимпийских бассейнов.

Почти 20 лет назад ученый NASA, доктор Бенджамин Фонг Чао обнаружил, что сосредоточения такой массы в одной точке достаточно, чтобы повлиять на вращение Земли. Теперь, спустя почти два десятилетия это утверждение вновь стало популярным. Тогда Чао подсчитал, что при заполнении плотина может увеличить продолжительность земного дня на 0,06 микросекунды.

Более того, ученый утверждал, что китайская плотина может сместить полюса Земли примерно на два сантиметра. Однако фактическое количество постоянно меняется. Например, по словам профессора Майка Томаса и доктора Роберта Дилла из Немецкого исследовательского центра геонаук, существует "более или менее сезонное изменение вращения Земли из-за сезонных изменений уровня воды".

Как мега-здания влияют на вращение Земли

Исследователи отмечают, что это связано с так называемым "моментом инерции". Простыми словами, это то, насколько объект сопротивляется изменениям в движении — чем больше масса объекта и чем большая масса находится в центре вращения, тем больше объект будет сопротивляться вращению.

Плотина Три ущелья находится на высоте 185 метра над уровнем моря в самой высокой точке, а когда плотина заполнена, локальная масса и расстояние этой массы от нашей линии вращения увеличиваются. Простыми словами, момент инерции увеличивается, создавая сопротивление вращению планеты.

Чтобы увидеть, как это замедляет Землю, далее нам нужно поговорить об угловом моменте. По сути, это общее "количество" вращения объекта, которое зависит как от скорости вращения, так и от того, как распределена масса объекта.

Угловой момент зависит как от момента инерции, так и от скорости вращения. По словам ученых, если плотина Три ущелья заполнена, она увеличивает локальный момент инерции. При этом, чтобы поддерживать тот же общий угловой момент, скорость вращения Земли должна снижаться. Именно поэтому, по словам Томаса и Дилла, плотина замедляет вращение Земли на 60 миллиардных секунды.

В чем опасность замедления вращения Земли

Изменения незначительны, так почему же они вызывают обеспокоенность ученых? Дело в том, что для корректной работы спутников и успешного направления зондов, посещающих другие планеты нашей солнечной системы, космическим агентствам необходимо знать ориентацию и период вращения нашей планеты с очень высокой точностью.

Незначительные изменения, вызванные как мегаструктурами, такими как Три ущелья, так и, в еще большей степени, тем, как мы изменяем окружающий нас мир, достаточно значительны, чтобы сбить зонды, если они не будут должным образом учтены.