Люди зламали хронометр Землі: щось, створене людиною, змушує планету обертатися повільніше

Наші давні предки ділили своє життя на дні, дотримуючись природного ритму сходу і заходу Сонця. Ця система відмінно працювала протягом тисячоліть, але до 20 століття наука розвинулася настільки, що дослідники зробили велике відкриття: Земля насправді "жахливий охоронець часу", пише Science Focus.

У чому ж справа? Основна проблема полягає в тому, що ніякі два оберти або два дні насправді не бувають однакової тривалості. Насправді ж існує величезна кількість чинників, що впливають на обертання нашої планети, зокрема й землетруси. Наприклад, учені виявили, що землетрус 2011 року в Японії, який спричинив аварію на Фукусімі, прискорив обертання Землі на 1,8 мільйонної частки секунди.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Дослідники зазначають, що всьому цьому також сприяє також і гравітація Місяця. Річ у тім, що супутник нашої планети намагається утримати наші океани на місці, тоді як Земля продовжує обертатися під ними, незважаючи ні на що. Це приливне тертя позбавляє Землю невеликої енергії обертання — це призводить до того, що день стає довшим приблизно на дві тисячних секунди за століття.

Зазначимо, що сповільнення обертання Землі може бути довгостроковою тенденцією, проте були помічені й короткострокові рекорди в іншому напрямку. Наприклад, 29 червня 2022 року було зафіксовано найкоротший день в історії спостережень — на 1,59 мілісекунди швидше за середній, побивши попередній рекорд, встановлений 2020 року. Тоді вчені припустили, що це було викликано змінами в глибокому ядрі.

Тепер учені виявили, що величезні об'єкти, зведені людьми, також здатні впливати на обертання Землі. Наприклад, китайська гребля Три ущелини заввишки 185 метрів, що охоплює річку Янцзи в Центральному Китаї і є найбільшою греблею в милі, чия довжина становить понад 2 300 метрів.

Відомо, що на будівництво греблі пішло 28 мільйонів кубічних метрів бетону і достатньо сталі, щоб побудувати 63 копії Ейфелевої вежі. Для будівництва греблі знадобилося 40 000 людей, у яких пішло 17 років, а загальна вартість будівництва склала 37 мільйонів доларів. Гребля може вмістити 40 мільярдів кубічних метрів води — близько 16 мільйонів олімпійських басейнів.

Майже 20 років тому вчений NASA, доктор Бенджамін Фонг Чао виявив, що зосередження такої маси в одній точці достатньо, щоб вплинути на обертання Землі. Тепер, через майже два десятиліття це твердження знову стало популярним. Тоді Чао підрахував, що при заповненні гребля може збільшити тривалість земного дня на 0,06 мікросекунди.

Ба більше, вчений стверджував, що китайська гребля може змістити полюси Землі приблизно на два сантиметри. Однак фактична кількість постійно змінюється. Наприклад, за словами професора Майка Томаса і доктора Роберта Ділла з Німецького дослідницького центру геонаук, існує "більш-менш сезонна зміна обертання Землі через сезонні зміни рівня води".

Як мегабудівлі впливають на обертання Землі

Дослідники зазначають, що це пов'язано з так званим "моментом інерції". Простими словами, це те, наскільки об'єкт чинить опір змінам у русі — що більша маса об'єкта і що більша маса перебуває в центрі обертання, то більше об'єкт чинитиме опір обертанню.

Гребля Три ущелини розташована на висоті 185 метри над рівнем моря в найвищій точці, а коли гребля заповнена, локальна маса і відстань цієї маси від нашої лінії обертання збільшуються. Простими словами, момент інерції збільшується, створюючи опір обертанню планети.

Щоб побачити, як це уповільнює Землю, далі нам потрібно поговорити про кутовий момент. По суті, це загальна "кількість" обертання об'єкта, яка залежить як від швидкості обертання, так і від того, як розподілена маса об'єкта.

Кутовий момент залежить як від моменту інерції, так і від швидкості обертання. За словами вчених, якщо гребля Три ущелини заповнена, вона збільшує локальний момент інерції. При цьому, щоб підтримувати той самий загальний кутовий момент, швидкість обертання Землі має знижуватися. Саме тому, за словами Томаса і Ділла, гребля сповільнює обертання Землі на 60 мільярдних секунди.

У чому небезпека уповільнення обертання Землі

Зміни незначні, то чому ж вони викликають стурбованість учених? Річ у тім, що для коректної роботи супутників і успішного спрямування зондів, які відвідують інші планети нашої сонячної системи, космічним агентствам необхідно знати орієнтацію і період обертання нашої планети з дуже високою точністю.

Незначні зміни, спричинені як мегаструктурами, такими як Три ущелини, так і, ще більшою мірою, тим, як ми змінюємо навколишній світ, є досить значними, щоб збити зонди, якщо їх не буде належним чином враховано.

Раніше Фокус писав про те, що буде, якщо Земля почне обертатися зі швидкістю світла.