Žemė sukasi ne taip tiksliai kaip atrodo. Pasirodo para netrunka lygiai 24 valandas

Kasdien gyvename pagal labai paprastą taisyklę: para turi 24 valandas. Rytas, diena, vakaras, naktis – viskas tvarkingai sudėta į laikrodį, kalendorių, darbo grafiką ir telefono priminimus. Tačiau pati Žemė nėra toks tikslus mechaninis laikrodis, kaip mums norėtųsi manyti. Ji sukasi ne visiškai vienodu tempu, o tikrieji paros ilgio pokyčiai, nors ir neįmanomi pajusti žmogui, mokslininkams yra labai svarbus signalas.

Naujas žurnale „Nature“ paskelbtas tyrimas rodo, kad dalis ilgalaikių paros trukmės svyravimų gali būti susijusi su procesais pačiame Žemės viduje – ten, kur yra kietasis vidinis branduolys, skystasis išorinis branduolys ir milžiniška mantija. Tyrimo autoriai Huifeng Zhang ir Mathieu Dumberry teigia, kad kelių dešimtmečių masto paros ilgio svyravimus gali lemti gravitacinė sąveika tarp vidinio branduolio ir mantijos.

Para nėra tokia paprasta, kaip atrodo

Kai sakome, kad para trunka 24 valandas, kalbame apie įprastą civilinį laiką. Jis patogus žmonėms, bet gamtoje viskas šiek tiek sudėtingiau. Žemė apsisuka apie savo ašį, bet jos sukimasis nuolat truputį kinta. Skirtumai labai maži – paprastai matuojami milisekundėmis, tai yra tūkstantosiomis sekundės dalimis.

Žmogus tokio skirtumo nepajus. Diena dėl to netaps pastebimai ilgesnė ar trumpesnė. Tačiau labai tikslūs matavimai rodo, kad Žemės sukimasis nėra pastovus. Tam įtakos gali turėti atmosfera, vandenynai, ledynai, Mėnulio ir Saulės trauka, žemės drebėjimai ir procesai giliai planetos viduje. NASA yra aiškinusi, kad net atmosferos pokyčiai, įskaitant El Ninjo poveikį, gali pakeisti paros ilgį maždaug milisekundės mastu.

Dar yra ir kitas įdomus dalykas: astronominė, arba žvaigždinė, Žemės para trunka ne 24 valandas, o apie 23 val. 56 min. 4 sek. Taip yra todėl, kad Žemė ne tik sukasi apie savo ašį, bet ir juda aplink Saulę. NASA paaiškina, kad dėl šio judėjimo Saulė mums kasdien „grįžta“ į tą pačią padėtį danguje šiek tiek vėliau nei tolimos žvaigždės.

Kas vyksta giliai po Žemės paviršiumi?

Norint suprasti naują tyrimą, Žemę reikia įsivaizduoti ne kaip vientisą akmeninį rutulį, o kaip sudėtingą sluoksniuotą sistemą. Po pluta yra mantija – milžiniškas karštų uolienų sluoksnis. Dar giliau – skystas išorinis branduolys, o pačiame centre – kietas vidinis branduolys, daugiausia sudarytas iš geležies.

Šie sluoksniai nėra visiškai nepriklausomi. Jie gali keistis kampiniu momentu – paprasčiau tariant, vienai Žemės daliai truputį „pagreitėjus“, kita gali truputį „sulėtėti“, kad bendras planetos sukimasis išliktų subalansuotas. Būtent todėl branduolio ir mantijos sąveika gali atsispindėti paros ilgyje.

Iki šiol mokslininkai svarstė kelis mechanizmus: elektromagnetinę sąveiką, nelygumus ties branduolio ir mantijos riba bei gravitacinį vidinio branduolio poveikį. Naujas „Nature“ tyrimas siūlo, kad kelių dešimtmečių paros ilgio pokyčius geriausiai paaiškina būtent gravitacinis sukimo momentas tarp nevisiškai taisyklingos formos vidinio branduolio ir netolygiai pasiskirsčiusios masės mantijoje.

Kodėl vidinis branduolys toks svarbus?

Vidinis Žemės branduolys nėra idealiai lygus ir idealiai apvalus. Jis gali turėti formos, tankio ir judėjimo netolygumų. Jei ši giliausia planetos dalis truputį pakeičia savo sukimosi būseną, jos gravitacinis ryšys su mantija taip pat gali keistis.

Nature komentaras šį procesą apibūdina kaip gravitacinį ryšį tarp kieto vidinio branduolio ir mantijos. Kitaip tariant, tai tarsi labai lėtas ir labai gilus „tempimas“ tarp dviejų Žemės dalių. Jis toks silpnas, kad žmogaus gyvenime jo nepajusime, bet pakankamai svarbus, kad atsispindėtų itin tiksliuose Žemės sukimosi matavimuose.

Dar viena įdomi tyrimo detalė – vidinis branduolys gali būti dinamiškesnis, nei ilgai manyta. Albertos universiteto pranešime apie tyrimą rašoma, kad mažyčiai vidinio branduolio sukimosi pokyčiai gali veikti mantiją per gravitacinį sukimo momentą, o tai savo ruožtu lemia menkus paros trukmės svyravimus.

Kodėl mūsų laikrodžiams tai apskritai rūpi?

Paprastam žmogui milisekundė beveik nieko nereiškia. Tačiau tiksliam laikui, palydovinei navigacijai, astronomijai, ryšių sistemoms ir Žemės stebėjimui tai svarbu. Štai kodėl egzistuoja keliamoji sekundė – papildomas laiko koregavimas, kuris prireikus padeda suderinti atominį laiką su realiu Žemės sukimosi laiku. NIST aiškina, kad nuo 1972 m. pasaulis prie UTC laiko pridėjo 27 keliamąsias sekundes, nes Žemės sukimasis nėra visiškai pastovus.

Paprastai tariant, atominiai laikrodžiai yra neįtikėtinai tikslūs, o Žemė – ne. Mūsų planeta yra gyva fizinė sistema: juda atmosfera, keičiasi vandenynai, tirpsta ledynai, masė persiskirsto, o giliai viduje veikia branduolio ir mantijos jėgos. Todėl laikas, kurį matome telefone, yra ne tik žmogaus susitarimas, bet ir nuolat derinamas su tikru planetos judėjimu.

Ar tai reiškia, kad dienos trumpės arba ilgės pastebimai?

Ne. Šis atradimas nereiškia, kad rytoj para taps 23 ar 25 valandų. Kalbama apie milisekundes ir apie ilgus, kelių dešimtmečių svyravimus. Tačiau mokslui tai labai daug. Tokie maži pokyčiai yra tarsi planetos vidaus pulsas, kurį galima išmatuoti paviršiuje.

Įdomiausia tai, kad mes negalime nusileisti į Žemės centrą ir tiesiogiai pažiūrėti, kas ten vyksta. Vidinį branduolį mokslininkai tiria netiesiogiai – per seismines bangas, magnetinio lauko pokyčius, planetos sukimosi matavimus ir modeliavimą. Todėl paros trukmės svyravimai tampa savotišku langu į Žemės gelmes.

Tai gražiai parodo, kokia sudėtinga yra planeta, ant kurios gyvename. Atrodo, kad 24 valandų para yra pats stabiliausias dalykas pasaulyje. Bet net šis kasdienis ritmas priklauso nuo nematomų procesų: nuo vėjų atmosferoje iki milžiniškų jėgų, veikiančių tūkstančius kilometrų po mūsų kojomis.

Laikrodis ant sienos rodo tvarkingas valandas. O pati Žemė tuo metu gyvena savo lėtu, giliu ir ne visada tolygiu ritmu.

Įvertinkite šį straipsnį:

 

 

 

 

 

Kraunami duomenys...

Ačiū už jūsų įvertinimą!