Zeme griežas ne tik precīzi, kā šķiet. Izrādās, diennakts nav tieši 24 stundas gara

Ikdienā dzīvojam pēc ļoti vienkārša noteikuma: diennaktī ir 24 stundas. Rīts, diena, vakars, nakts – viss kārtīgi sadalīts pulkstenī, kalendārā, darba grafikā un tālruņa atgādinājumos. Taču pati Zeme nav tik precīzs mehānisks pulkstenis, kā mums gribētos domāt. Tā negriežas pilnīgi vienmērīgā tempā, un patiesās diennakts ilguma izmaiņas, lai gan cilvēks tās nespēj sajust, zinātniekiem ir ļoti svarīgs signāls.

Jauns žurnālā „Nature“ publicēts pētījums liecina, ka daļa ilgtermiņa diennakts ilguma svārstību varētu būt saistīta ar procesiem pašā Zemes iekšienē – tur, kur atrodas cietais iekšējais kodols, šķidrais ārējais kodols un milzīgā mantija. Pētījuma autori Huifeng Zhang un Mathieu Dumberry apgalvo, ka vairāku gadu desmitu mēroga diennakts ilguma svārstības var izraisīt gravitācijas mijiedarbība starp iekšējo kodolu un mantiju.

Diennakts nav tik vienkārša, kā šķiet

Kad sakām, ka diennakts ilgst 24 stundas, mēs runājam par ierasto civilo laiku. Tas ir ērts cilvēkiem, taču dabā viss ir nedaudz sarežģītāk. Zeme griežas ap savu asi, bet tās griešanās nepārtraukti nedaudz mainās. Atšķirības ir ļoti mazas – parasti tās mēra milisekundēs, tas ir, sekundes tūkstošdaļās.

Cilvēks šādu atšķirību nejutīs. Tāpēc diena nekļūs pamanāmi garāka vai īsāka. Tomēr ļoti precīzi mērījumi liecina, ka Zemes griešanās nav nemainīga. To var ietekmēt atmosfēra, okeāni, ledāji, Mēness un Saules pievilkšanās spēks, zemestrīces un procesi dziļi planētas iekšienē. NASA ir skaidrojusi, ka pat atmosfēras izmaiņas, tostarp El Ninjo ietekme, var mainīt diennakts ilgumu aptuveni milisekundes robežās.

Ir vēl kāda interesanta lieta: astronomiskā jeb zvaigžņu diennakts ilgst nevis 24 stundas, bet aptuveni 23 stundas 56 minūtes 4 sekundes. Tas tāpēc, ka Zeme ne tikai griežas ap savu asi, bet arī pārvietojas ap Sauli. NASA skaidro, ka šīs kustības dēļ Saule mums katru dienu „atgriežas“ tajā pašā stāvoklī debesīs nedaudz vēlāk nekā tālās zvaigznes.

Kas notiek dziļi zem Zemes virsmas?

Lai izprastu jauno pētījumu, Zeme jāiztēlojas nevis kā viengabalaina akmens lode, bet gan kā sarežģīta slāņaina sistēma. Zem garozas atrodas mantija – milzīgs karstu iežu slānis. Vēl dziļāk atrodas šķidrais ārējais kodols, bet pašā centrā – ciets iekšējais kodols, kas galvenokārt sastāv no dzelzs.

Šie slāņi nav pilnīgi neatkarīgi. Tie var apmainīties ar leņķisko impulsu – vienkāršāk sakot, vienai Zemes daļai nedaudz „paātrinoties“, otra var nedaudz „palēnināties“, lai planētas kopējā griešanās paliktu līdzsvarota. Tieši tāpēc kodola un mantijas mijiedarbība var atspoguļoties diennakts ilgumā.

Līdz šim zinātnieki apsvēra vairākus mehānismus: elektromagnētisko mijiedarbību, nelīdzenumus pie kodola un mantijas robežas, kā arī iekšējā kodola gravitācijas ietekmi. Jaunais „Nature“ pētījums piedāvā, ka vairāku gadu desmitu diennakts ilguma izmaiņas vislabāk izskaidro tieši gravitācijas griezes moments starp neregulāras formas iekšējo kodolu un nevienmērīgi izkliedēto masu mantijā.

Kāpēc iekšējais kodols ir tik svarīgs?

Zemes iekšējais kodols nav ideāli gluds un ideāli apaļš. Tam var būt formas, blīvuma un kustības nevienmērības. Ja šī planētas dziļākā daļa nedaudz maina savu griešanās stāvokli, var mainīties arī tās gravitācijas saikne ar mantiju.

Nature komentārā šis process aprakstīts kā gravitācijas saikne starp cieto iekšējo kodolu un mantiju. Citiem vārdiem sakot, tas ir kā ļoti lēna un ļoti dziļa „vilkšana“ starp divām Zemes daļām. Tā ir tik vāja, ka cilvēka dzīves laikā to nejutīsim, tomēr pietiekami nozīmīga, lai atspoguļotos ārkārtīgi precīzos Zemes griešanās mērījumos.

Vēl viena interesanta pētījuma detaļa – iekšējais kodols var būt dinamiskāks, nekā ilgu laiku tika uzskatīts. Albertas Universitātes paziņojumā par pētījumu rakstīts, ka nelielas iekšējā kodola griešanās izmaiņas var ietekmēt mantiju ar gravitācijas griezes momenta palīdzību, un tas savukārt izraisa nelielas diennakts ilguma svārstības.

Kāpēc tas vispār rūp mūsu pulksteņiem?

Parastam cilvēkam milisekunde gandrīz neko nenozīmē. Taču precīzam laikam, satelītu navigācijai, astronomijai, sakaru sistēmām un Zemes novērošanai tas ir svarīgi. Tieši tāpēc pastāv garā sekunde – papildu laika korekcija, kas vajadzības gadījumā palīdz saskaņot atoma laiku ar faktisko Zemes griešanās laiku. NIST skaidro, ka kopš 1972. gada pasaule UTC laikam ir pievienojusi 27 garās sekundes, jo Zemes griešanās nav pilnīgi nemainīga.

Vienkārši sakot, atompulksteņi ir neticami precīzi, bet Zeme – ne. Mūsu planēta ir dzīva fizikāla sistēma: kustas atmosfēra, mainās okeāni, kūst ledāji, pārdalās masa, bet dziļi iekšienē darbojas kodola un mantijas spēki. Tāpēc laiks, ko redzam tālrunī, nav tikai cilvēku vienošanās, bet arī pastāvīgi tiek saskaņots ar planētas faktisko kustību.

Vai tas nozīmē, ka dienas kļūs pamanāmi īsākas vai garākas?

Nē. Šis atklājums nenozīmē, ka rīt diennakts kļūs 23 vai 25 stundas gara. Runa ir par milisekundēm un ilgām, vairāku gadu desmitu svārstībām. Tomēr zinātnei tas ir ļoti daudz. Šādas nelielas izmaiņas ir kā planētas iekšējais pulss, ko var izmērīt uz tās virsmas.

Visinteresantākais ir tas, ka mēs nevaram nolaisties līdz Zemes centram un tieši paskatīties, kas tur notiek. Iekšējo kodolu zinātnieki pēta netieši – ar seismisko viļņu, magnētiskā lauka izmaiņu, planētas griešanās mērījumu un modelēšanas palīdzību. Tāpēc diennakts ilguma svārstības kļūst par sava veida logu uz Zemes dzīlēm.

Tas skaisti parāda, cik sarežģīta ir planēta, uz kuras mēs dzīvojam. Šķiet, ka 24 stundu diennakts ir pati stabilākā lieta pasaulē. Taču pat šis ikdienas ritms ir atkarīgs no neredzamiem procesiem: no vējiem atmosfērā līdz milzīgiem spēkiem, kas darbojas tūkstošiem kilometru zem mūsu kājām.

Pulkstenis pie sienas rāda kārtīgas stundas. Bet pati Zeme tajā pašā laikā dzīvo savā lēnajā, dziļajā un ne vienmēr vienmērīgajā ritmā.

Novērtējiet šo rakstu:

 

 

 

 

 

Kraunami duomenys...

Paldies par jūsu vērtējumu!