Про це розповідає 24 Канал.

Дивіться також NASA оголошує про місію на Марс з використанням ядерної енергії замість Сонця

Чому танення льоду впливає на швидкість обертання Землі?

У Парижі, в Міжнародній службі обертання Землі та систем відліку часу, кілька разів на рік проводять тиху, але важливу процедуру. Фахівці порівнюють показники надточних атомних годинників із фактичною швидкістю обертання планети. Вони майже ніколи не збігаються і час від часу потребують корекції – додавання так званої "високосної секунди".

Цікавий факт! Вперше таку поправку зробили у 1972 році, і відтоді глобальний час довелося змінювати вже 27 разів.

Тривалий час причини цього процесу були добре зрозумілими. Гравітація Місяця повільно гальмує обертання Землі, створюючи припливне тертя в океанах. Однак протягом останнього десятиліття вчені помітили, що звична закономірність почала порушуватися. Різниця між атомним часом і реальним обертанням планети стала змінюватися непередбачувано.

Чому це відбувається?

Ключову роль у цьому відіграє перерозподіл води на поверхні Землі. Фізика процесу нагадує рух фігуриста: коли він розводить руки в сторони, обертання сповільнюється. Аналогічно маси води, які раніше були "замкнені" у льодовиках біля полюсів, тепер потрапляють в океани, збільшуючи екваторіальне випуклення планети. Це підвищує її момент інерції та трохи зменшує швидкість обертання.

Дослідник Віденського університету Мостафа Кіані Шахванді зазначив, що у період з 2000 до 2020 року Земля ніколи раніше не "розводила руки" настільки швидко – разом із різким підвищенням рівня моря. У результаті лише кліматичні фактори вже подовжують тривалість доби приблизно на 1,33 мілісекунди за століття. Це майже непомітно в повсякденному житті, але критично для технологій, що потребують ідеальної синхронізації.

Що дізналися вчені?

Щоб зрозуміти, наскільки унікальним є нинішній процес, вчені зі Швейцарської вищої технічної школи Цюриха відтворили історію обертання Землі за останні 3,6 мільйона років, детальніше про це можна дізнатися з публікації Віденського Університету. Для цього вони дослідили викопні рештки бентосних форамініфер – одноклітинних морських організмів, хімічний склад оболонок яких зберігає інформацію про рівень моря у минулому.

Аналіз цих мікрофосилій дозволив визначити коливання рівня океану та математично обчислити зміни тривалості доби. Результати, опубліковані в журналі Journal of Geophysical Research, показали: сучасне уповільнення обертання Землі різко виділяється на тлі геологічної історії. Жоден природний період танення льодовиків за останні мільйони років не спричиняв настільки швидких змін.

Геодезист Бенедикт Сойя наголошує, що це свідчить про безпрецедентну швидкість сучасних кліматичних змін щонайменше з кінця пліоцену – приблизно 3,6 мільйона років тому.

Упродовж більшої частини історії Землі саме Місяць був головною силою, що поступово подовжувала добу – приблизно на 1,8 мілісекунди за століття. Цей процес є стабільним і передбачуваним. Натомість кліматичні зміни пришвидшуються і мають нерівномірний характер. За прогнозами дослідників, до кінця XXI століття вплив танення льоду на тривалість доби може перевищити ефект припливів.

Як це впливає на планету?

Хоч зміни вимірюються мілісекундами, вони створюють реальні виклики для сучасних технологій. Супутникові навігаційні системи, зокрема GPS, працюють завдяки синхронізованим атомним годинникам, прив'язаним до обертання Землі.

Навіть незначні розбіжності можуть з часом призводити до помилок позиціювання. Космічні агентства вже враховують ці зміни під час розрахунків орбіт, але нова нерегулярність процесу ускладнює такі корекції.

Для відтворення історії обертання планети дослідники поєднали палеокліматичні дані з алгоритмами глибинного навчання, які допомагають враховувати невизначеність у давніх записах. Створена ними модель відобразила зміни тривалості доби в четвертинному періоді, коли льодовикові щити неодноразово розширювалися і танули.

Жоден із цих природних циклів не показав темпів, подібних до сучасних. Лише один епізод приблизно два мільйони років тому наблизився до нинішніх показників – і все одно був повільнішим.

В усьому винні люди

Від 1972 року додавання високосних секунд допомагає підтримувати відповідність між атомним і астрономічним часом. Але система була створена для передбачуваного сповільнення, а не для змін, що дедалі більше залежать від діяльності людини. Тому контроль за обертанням Землі та її орієнтацією стає дедалі складнішим завданням.

Останні дослідження цієї ж наукової групи, опубліковані у 2024 році в журналі Nature Geoscience, також показали, що кліматичні процеси – зокрема танення льодовиків і зміни запасів води на суходолі – є головною причиною довгоперіодичного зміщення осі обертання планети. Обидва явища мають спільну причину – перерозподіл маси води.

Хоч подовження доби на мілісекунду за століття не змінює повсякденного життя, тенденція виглядає очевидною. Вперше за мільйони років швидкість обертання Землі визначається не лише природними орбітальними процесами чи льодовиковими циклами, а й наслідками змін клімату, спричинених діяльністю людини.