Глобальные изменения влияют на вращение Земли: как это происходит
Фото: GLOBAL LOOK PRESS.
В последние годы наблюдается, что точные временные измерения показывают удивительные результаты. Наша планета совершает один полный оборот вокруг своей оси за сутки, которые мы делим на 24 часа. Ученые долгое время считали, что этот процесс неизменен, но недавние исследования показали, что на самом деле это не так. В нашем мире не существует двух одинаковых суток: они могут быть чуть длиннее или короче.
Увлечение планеты, я — Солнце!
На вращение Земли влияют множество факторов. Первое, что приходит на ум, это гравитационные силы Луны, которые вызывают океанский прилив и отлив. Приливная волна формируется в той части океана, которая обращена к Луне. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, то «гроб» этой приливной волны находился бы точно под Луной, и двигался бы по поверхности Земли с запада на восток. Однако, земная твердая оболочка вращается под этой «шубой» из воды, кроме того, на приливную волну «набирается» берег материков — так возникает сила трения, которая замедляет вращение планеты. Следовательно, длительность суток увеличивается. Ученые подсчитали, что за столетие день становится длиннее примерно на две тысячи секунд (всего в сутках 86400 секунд). Казалось бы пустяк, но во времена динозавров сутки длились на 30 минут дольше.
На скорость вращения Земли влияют и природные катаклизмы, такие как землетрясения. Причем, они могут не только замедлять, но и ускорять бег нашей планеты. Например, геофизик Ричард Гросс из Лаборатории реактивного движения NASA рассчитал, что землетрясение в Японии в 2011 году, которое вызвало аварию на атомной электростанции «Фукушима», ускорило вращение Земли на 1,8 миллиона долей секунды.
Как наука за этим следит?
Причины этого явления проще всего объяснить на примере движения фигуриста во время вращения на льду, — говорит Ричард Гросс. — Когда его руки вытянуты в стороны, он вращается относительно медленно. Но стоит фигуристу прижать руки к телу, как масса в руках, приближающаяся к оси вращения, заставляет спортсмена вращаться быстрее, чтобы сохранить импульс. То же самое происходит и во время землетрясений: движения тектонических плит могут перемещать огромные массы именно ближе к центру Земли. Так Япония во время землетрясения 2011 года была перемещена почти на 4 метра, это существенно изменило распределение материи в земной коре, поэтому Земля стала вращаться немного быстрее.
Кстати, тот же самый эффект наблюдается и в системе Луна — Земля. Если гравитационные силы Луны замедляют вращение Земли, то система должна отреагировать на это увеличением расстояния — если продолжить аналогию с фигуристом, то руки его при замедлении вращения начинают выпрямляться в стороны. Экспериментальные подтверждения этой гипотезы были получены астронавтами миссии «Аполлон» во время высадки на Луну. Измерения показали, что Луна удаляется от Земли со скоростью 3,8 сантиметра в год (это примерно соответствует скорости роста ногтей).
Мы Землю вращали назад, оттолкнувшись от Урала…
С гравитацией Луны и землетрясениями все более менее понятно — это невероятно мощные силы природы. Человек по сравнению с ними пылинка, разве он может тяготиться с этой мощью? Оказалось, что может. И фраза Высоцкого «Мы Землю вертели назад, оттолкнувшись от Урала…» это не такое уж преувеличение.
Недавно ученые установили, что великие стройки человечества тоже могут оказывать влияние на скорость вращения Земли. Уже упомянутый Ричард Гросс из Лаборатории реактивного движения NASA и его коллега Бенджамин Фонг Чао из Центра космических полетов имени Годдарда NASA подсчитали, как, кажется, на движении планеты воздействует строительство самой цикличной сооружения всех времен и народов — ГЭС «Три ущелья» в Китае.
Плотина гидроэлектростанции на реке Янцзы официально признана крупнейшим сооружением в мире.
— Ее высота составляет 186 метров, а длина более 2300 метров.
— Вес самой плотины 65,5 млн тонн.
— Образованное водохранилище удерживает 40 миллиардов кубических метров воды — таким количеством можно наполнить 16 миллионов олимпийских бассейнов.
— «Три ущелья» строились усилиями 40 тысяч рабочих на протяжении 17 лет.
«Когда такая масса концентрируется в одной точке, этого достаточно, чтобы повлиять на вращение Земли, — говорит Бенджамин Фонг Чао, — Расчеты показывают, что при заполнении плотины продолжительность суток может увеличиваться на 0,06 микросекунды или 60 миллиардных долей секунды. При этом пленка Земли сместится на 2 сантиметра.»
Впрочем, в истории известен случай, когда деятельность человека оказывала еще более значимое влияние на небесную механику. Аральское море считалось четвертым по величине озером в мире. Но в то время, когда СССР началось масштабное строительство оросительных систем, которые использовали воду рек, питающих Арал. Море резко начало мелеть и к сегодняшнему дню потеряло 90 процентов своего водного объема. В результате, влияние экологической катастрофы на вращение Земли оказалось в три раза больше эффекта от строительства ГЭС «Три ущелья».
Как это влияет на освещение космоса?
Казалось бы, ну и что тут такого? Мы, конечно, не думаем о секундах с высоты, как завещали создатели фильма «Семнадцать мгновений весны», но тут-то речь идет о миллионах или даже миллиардах долях секунды.
— Кажется, что этими мгновениями можно пренебречь, — Ричард Гросс. — Но в современном высокотехнологичном мире, где время регулярно измеряется миллиардными долями секунды, это имеет огромное значение!
Например, это важно для работы системы спутниковой навигации ГЛОНАСС, она обеспечивает точное позиционирование как в гражданском, так и в военном секторе. Для четкой работы надо с высокой точностью знать, как движутся спутники по орбите относительно Земли. Ведь скорость ракеты, выводящей аппарат, складывается со скоростью вращения Земли. Небольшая ошибка и дорогая техника может потеряться в просторах Вселенной.
