Ускоренная «галактическая каток»: как таяние ледников изменяет продолжительность земных суток

Для большинства людей сутки длятся ровно 24 часа, но на самом деле скорость вращения Земли постоянно корректируется. Ранее это происходило под влиянием гравитации Луны и геофизических процессов внутри планеты. Однако новое исследование ученых из Венского университета и ETH Zurich выявило, что в игру вступил еще один мощный фактор, который начал доминировать над природными циклами, изменяя привычный ритм планеты.

Современные исследования показали, что продолжительность суток возрастает примерно на 1,33 миллисекунды за столетие. Такой темп изменений является беспрецедентным по меньшей мере за последние 3,6 миллиона лет, то есть со времен позднего плиоцена. Главной причиной этого процесса признано антропогенное изменение климата, что приводит к массовому таянию полярных и горных ледников.

Явление объясняется законом сохранения углового момента. Представьте фигуриста, вращающегося на льду: когда он прижимает руки к телу, его скорость вращения высока, но когда разводит их в стороны, масса удаляется от оси, и скорость падает. Подобная ситуация происходит и с Землей: вода, тысячелетиями была заморожена в виде льда на полюсах, после таяния стекает к экватору. Это перераспределение массы удаляет ее от оси вращения, увеличивая момент инерции Земли и заставляя планету «тормозить».

Чтобы оценить уникальность текущей ситуации, команда исследователей, в которую вошли Мостафа Киани Шахванди и Бенедикт Соя, провела сложное изучение прошлого планеты. Они проанализировали окаменелые остатки одноклеточных морских организмов – бентосных фораминифер. Химический состав их раковин сохранил информацию о колебаниях уровня моря в течение миллионов лет. На основе этих данных разработали модель глубокого обучения, которая позволила математически вывести изменения продолжительности дня.

Анализ показал, что за последние 3,6 миллиона лет лишь один раз – примерно 2 миллиона лет назад – скорость изменения продолжительности суток была почти сравнимой с нынешней. Тогда Гренландия была покрыта лесами вместо льда, и наблюдался экстремально высокий уровень углекислого газа. Однако, даже при этих условиях планета не меняла свою скорость так стремительно, как это происходит в период с 2000 до 2020 годов.

Хотя для человека потеря чуть больше одной миллисекунды на столетие кажется незаметной, для высокоточных систем это имеет критическое значение. Даже такие минимальные отклонения могут вызвать серьезные проблемы в работе систем GPS, спутниковой навигации и космических полетов, где требуется идеально точная информация об ориентации планеты в пространстве. Это также влияет на синхронизацию атомных часов и работу глобальных финансовых сетей.

Прогнозы ученых указывают на то, что влияние человечества на вращение Земли будет только усиливаться. К концу XXI века климатический фактор может стать мощнее влияния Луны, которая традиционно была главным фактором замедления вращения нашей планеты.

Ожидается, что уже с 2080-х годов сутки могут удлиняться на 2,62 миллисекунды каждые сто лет. Это свидетельствует о том, что деятельность человека трансформирует не только экологию, но и фундаментальные астрономические характеристики нашего мира, что делает современные климатические изменения уникальными по скорости и масштабу как минимум со времен позднего плиоцена.

Дни на Земле становятся длиннее не по воле природы, а из-за беспрецедентного влияния человека. Это изменение, хотя и незначительное в повседневной жизни, несет глубокие последствия для технологий и является еще одним напоминанием о том, что будущее планеты зависит от наших сегодняшних действий.