Почему земля вращается быстрее чем раньше
Скорость вращения Земли рекордно выросла. Куда торопится планета?
Международная служба вращения Земли (IERS) объявила, что наша планета в прошлом году ускорила свое вращение. Причем вновь рекордно: день стал короче на 0,5 секунды, а такого не случалось за всю историю наблюдений. Подробнее – в материале нашего научного обозревателя Николая Гринько.
Ушедший, 2020 год принес человечеству огромное количество изменений, нововведений и потрясений. Казалось бы, он закончился, больше никаких сюрпризов от него ждать не приходится. Однако, подводя итоги, ученые обнаруживают все новые и новые факты, делающие 2020-й просто рекордсменом по необычности.
Все мы знаем, что Земля делает полный оборот за 24 часа. Поначалу все наши единицы измерения времени отсчитывались от скорости вращения планеты. Время полного оборота просто разделили на равные отрезки: часы минуты и секунды. Согласно этой системе отсчета, в сутках было ровно 86 400 секунд. Но несколько десятилетий назад были изобретены сверхточные атомные часы, тогда ученые с удивлением обнаружили, что скорость вращения Земли вовсе не постоянна.
Планета замедляется – и это полностью согласовывается с известными нам законами физики. Явление это настолько заметное, что с семидесятых годов прошлого века к некоторым годам для компенсации было решено добавлять по одной лишней секунде. Такие секунды назвали «високосными», за последние полвека их добавляли уже 27 раз, последнее такое событие произошло в 2016 году. Планировалось, что следующая високосная секунда будет добавлена к 2021 году.
К декабрю это отставание увеличилось, в результате год оказался почти на 3 минуты короче, чем планировалось. Разумеется, множество изданий сразу же выпустили материалы, в которых предполагается, что человечеству грозит если не полное уничтожение, то как минимум глобальная катастрофа: атмосферу вот-вот сдует в космос, смена дня и ночи будет происходить с пугающей скоростью, и вообще грядет конец света.
На самом деле все, разумеется, совсем не так. Еще несколько лет назад было установлено, что на скорость вращения Земли влияет притяжение Луны, годовое количество осадков, эрозия гор, масса ледников и так далее. Судя по всему, в 2020 году какой-то из этих факторов изменился (а может, и все вместе), Земля стала вращаться немного быстрее.
Некоторые ученые считают, что во всем виновато глобальное потепление – ледники тают, огромные массы льда и воды перемещаются, и это влияет на физику вращения планеты. Противники этой теории возражают, что перераспределение массы с полюсов (где находится большинство ледников) в мировой океан (куда попадает вся освободившаяся вода) должно приводить не к ускорению, а, наоборот, к замедлению вращения. Так что единого мнения пока нет.
Международная служба вращения Земли тоже пока не знает, что делать. С одной стороны, надо бы добавить к текущему, 2021 году половину високосной секунды (а может, и целую, чтобы был запас). С другой стороны, не очень понятно, как планета будет вести себя дальше: продолжит ускоряться, вернется к постепенному замедлению или просто стабилизируется. Поэтому никаких радикальных мер не предпринимается: и без того високосные секунды каждый раз добавляют головной боли всем, кто связан с компьютерными технологиями, спутниковой навигацией и прочими отраслями, связанными с привязкой к точному времени. Лучше все-таки немного подождать и посмотреть, что будет дальше. Скорее всего, ничего страшного не произойдет. Хотя…
Необъяснимая аномалия: Земля неожиданно ускорилась
Ученые установили необъяснимую аномалию вращения нашей планеты. Оказалось, Земля ускоряется. Хотя до недавнего времени было принято считать, что она постепенно замедляет скорость оборота вокруг своей оси.
В год пандемии Земля, словно услышав мольбы людей, чтобы всё скорее закончилось, увеличила скорость вращения. В результате 19 июля стало самым коротким днем за всю историю наблюдений, да и в целом год завершился с небольшим отклонением от графика.
Есть общепринятый стандарт: Земля совершает один оборот за 86400 секунд, то есть за те самые 24 часа. Но никогда наша планета не укладывается в эти рамки четко на 100%. На какие-то доли секунды обязательно идут отклонения. Не стоит путать эти показатели с високосными годами: там речь идет об аномалиях во вращении Земли вокруг Солнца, здесь же речь идет о вращении вокруг своей оси.
«Если взять большие промежутки времени – сотни тысяч и миллионы лет – Земля постепенно замедляет свое вращение. Очень медленно. Примерно на полторы тысячных доли секунды за каждые сто лет удлиняются наши сутки. Около полумиллиарда лет назад, когда динозавры только-только пошли по Земле, в году было 400 суток. Не 365, как сегодня, а 400, то есть Земля быстрее вращалась. И длительность суток была не 24 часа современных, а примерно 22 часа», – говорит старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ Владимир Сурдин.
Точную продолжительность суток научились измерять в середине ХХ века, когда появились атомные часы и было установлено всемирное координированное время. То самое UTC, которое мы видим на часах разных городов в своих смартфонах. Это время почти никогда не совпадает с астрономическими измерениями. Но их сопоставление позволяет составить максимально близкую к истине картину.
До прошлого года Земля вращалась вокруг себя все медленнее и медленнее, сутки становились длиннее. С 1972 года к ним довольно часто приходилось добавлять дополнительную секунду, чтобы привести стандарт в соответствие с реальной ситуацией. С тех пор это делали 27 раз. А в 2021 году, если верить данным измерений, впору будет убавлять из суток секунду, чего не делали еще никогда. Причины резкого ускорения планеты пока неясны, но их может быть много.
«Например, сезонные ветры и сезонные морские течение, сезонные потоки жидкости в морях и океанах. Они иногда меняют свое направление. Вот знаменитое явление Эль-Ниньо на юге Тихого океана. Очень мощные ветры и связанные с ними морские течения то в одну сторону, то в другую отклоняются. И в связи с этим земной шар качается то туда, то сюда», – продолжает Сурдин.
На вращение Земли может влиять еще одно явление, характерное именно для XXI века, – таяние ледников. Своим весом они давят на земную кору и заставляют мягкие и вязкие массы под ней растекаться в разные стороны. Когда ледники исчезают, то давление на земную кору ослабевает, она постепенно начинает распрямляться. Вязкие массы устремляются вверх к тем районам, откуда раньше их выдавливали ледники. А ледники расположены возле полюсов, а значит, возле оси вращения планеты. По законам физики, если возле оси масса становится больше, то и тело крутится быстрее.
Прогнозировать ускорение и замедление планеты довольно трудно. Еще далеко не всё известно о процессах в атмосфере и океане и почти ничего о том, что происходит в недрах Земли. Поэтому пока приходится корректировать земное время постфактум.
В 2020 году Земля вращалась с повышенной скоростью. Чем это опасно?
В обществе принято считать, что в одних сутках 24 часа. Именно за это время Земля совершает полный оборот вокруг своей оси и проходит один цикл утра, дня, вечера и ночи. Но с научной точки зрения дела обстоят не так просто. Дело в том, что ученым известно сразу несколько видов суток и самыми близкими к привычным 24 часам являются средние солнечные сутки. Примерно с 1970-х годов для определения точного времени ученые используют атомные часы, которые способны измерять время с точностью до миллисекунд. Если смотреть на эти часы, то в сутках далеко не всегда оказывается 24 часа. Обычно наша планета крутится медленно и для совершения круга требуется чуть больше времени. Иногда ученые даже приходили к выводу, что с каждым годом Земля кружится все медленнее. Но 19 июля 2020 года Земля совершила оборот вокруг своей оси за рекордное время. Точная причина этого явления пока неизвестна, но оно может стать причиной возникновения некоторых проблем.
В 2020 году Земля установила рекорд скорости вращения
Вращение Земли вокруг оси
О необычном явлении было рассказано в издании The Telegraph. Впервые за историю наблюдений Земля вращалась не медленнее обычных 24 часов, а быстрее. Так, 19 июля 2020 года оказался одним из самых коротких дней в истории. Он оказался на 1,4602 миллисекунды короче, чем обычно. Многим может показаться, что тысячная доля секунды это ничтожный показатель. Вот уж действительно — даже при моргании человек закрывает глаза на 400 миллисекунд, что гораздо больше этого показателя. Но ученые считают, что у внезапного ускорения вращения Земли вокруг своей оси могут быть неприятные последствия.
Смена дня и ночи происходит из-за вращения Земли
Оно не должно сказаться на здоровье людей и состоянии природы. Но за всю историю человечество создало множество устройств, работа которых строго зависит от времени. В качестве примера можно привести спутниковую навигацию GPS, которая на момент своего изобретения в далеком 1973 году использовалась только в военных целях. Но на данный момент от него зависит движение автомобилей и просто передвижение людей. Если Земля вдруг начнет крутиться быстрее, точность определения местоположения может заметно ухудшиться. А это может стать причиной серьезных последствий, вплоть до возникновения аварий.
Почему меняется скорость вращения Земли?
Из-за чего именно в прошлом году Земля совершила рекордно быстрый оборот вокруг своей оси, ученым до сих пор неизвестно. Они они прекрасно знают, что на это может повлиять огромное количество различных факторов. Иногда скорость изменяется из-за притяжения Луны. Но на этот показатель также может повлиять такие неочевидные факторы, как количество выпавшего снега в полярных регионах планеты. Более того, скорость вращения Земли может измениться даже из-за листопадов в лесах России и Канады.
На скорость вращения Земли может повлиять даже листопад
Ученые пока не пришли к единому мнению насчет того, как им нужно реагировать на необычное явление. Возможно, это действительно разовое событие и беспокоиться совершенно не о чем. Ведь в прошлом году наша планета действительно претерпела множество изменений. Как минимум, из-за связанного с пандемией коронавируса карантина, многие люди сидели дома и воздух в городах стал чище. Это тоже могло стать весомым фактором, повлекшим за собой внезапное ускорение вращения Земли. Свой вклад могли внести и пожары, которые в 2020 году особенно сильно полыхали в Калифорнии. Ведь, если вы помните, из-за огня даже небо окрашивалось в красный цвет и все происходящее было похоже на конец света.
Пожары в Калифорнии действительно выглядели как конец света
Также есть вероятность, что Земля периодически сама по себе ускоряется и это для нее совершенно нормально. Такие ускорения могли происходить и раньше, просто люди не замечали этого. Ведь, внимание, речь идет о миллисекундах. Большую часть времени мы не замечаем даже когда моргаем. А тщательное слежение за временем началось только во второй половине XX века. И нам предстоит многое узнать о нашей планете и времени, которая на ней протекает.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
Земля резко начала вращаться быстрее: почему это происходит и есть ли опасность
Земля все быстрее начинает вращаться вокруг своей оси. Это может привести к тому, что от всемирного времени придется отнять секунду. Это не так мало, как может показаться. Если просто взять и убрать эту секунду, то вся техника на планете начнет работать с перебоями. Рассказываем, как вращение Земли может поменять все вокруг.
Читайте «Хайтек» в
Как изменяется скорость вращения Земли?
Земля — это не идеальный шар и не абсолютно твердое тело. На нее действуют гравитационные силы Луны, Солнца и других крупных планет, например, Юпитера. Поэтому скорость вращения Земли может меняться. Правда, эти изменения совсем незначительные — примерно миллисекунды в день.
Согласно наблюдениям, скорость вращения не только увеличивается, но и может уменьшатся. Причем во время этих процессов меняется положение планеты и земная ось, вокруг которой вращается наша планета.
Как на нас влияют изменения скорости вращения и расположение оси?
Скорость вращения планеты и координаты, например, северного полюса могут меняться, из-за этого в системах отсчёта географических координат и при исчислении времени постепенно накапливаются ошибки. Они могут привести к авариям с участием спутников, самолетов или кораблей. Поэтому ГЛОНАСС и GPS регулярно вносят поправки в свои данные, чтобы минимизировать ошибки.
С 1902 года ученые ежегодно отслеживают изменения времени. Cейчас время, измеряемое по вращению Земли, начало обгонять атомное.
Нынешние 365 оборотов Земли грозят стать рекордно короткими за 60 лет наблюдений.
Если планета продолжит ускоряться, то в 2026-м разница приблизится к критической — в 0,9 секунды. Хранители времени будут вынуждены впервые в истории убавить время на секунду.
Как точно измерить время?
Эталоном секунды с 1967 года являются атомные часы, которые, в отличие от вращения Земли, идут с постоянной скоростью. Иногда разница между временем вращения Земли и атомным становится критичной, тогда ученые (обычно это происходит один раз в несколько лет) в конце декабря или июня вводят добавочную секунду. Последний раз это делали в конце 2016-го. Отнимать лишнее время еще никогда не приходилось.
Атомные часы считаются самым надежным способом измерить время и найти погрешность у остальных приборов. Без атомных часов было бы невозможным развитие систем спутниковой навигации вроде ГЛОНАСС или GPS: расстояние они определяют именно по времени, за которое сигнал проходит от точки на Земле до спутника и обратно.
На современных навигационных спутниках установлено по несколько рубидиевых, более компактных атомных часов.
Земля вращается быстрее и меняет время. Почему это происходит?
Пока что нет точного ответа на вопрос, почему Земля начала вращаться быстрее. Существуют множество факторов, которые меняют скорость нашей планеты. Например, есть 18,6-летний цикл, по которому наша планета то сжимается по экватору, то расширяется. Это происходит из-за гравитации Луны.
Влияют и сезонные изменения. Земля может менять скорость вращения под воздействием воздушных масс. Атмосфера меняет вращательный момент планеты. Когда усиливаются западные ветра, она чуть тормозит. Поэтому получается, что в среднем самые длинные сутки выпадают на 1 мая и 7 декабря, а самые короткие — на 4 августа.
Как на скорость вращение влияет температура Земли
Ученым понятно, как оболочки Земли влияют на ее вращение, но вот синхронизация с колебаниями глобальной температуры пока остается непонятной.
Ранние наблюдения показали, что во время потеплений Земля ускоряется. Например, это произошло 1930-е годы, аналогичный процесс идет и сегодня. Несмотря на это, взаимосвязь скорости и температуры пока не так очевидна для исследователей.
Глобальные климатические процессы и движение Земли
В новой работе, которая была опубликована весной 2021 года, ученые из Китая выяснили, что примерно в 1990-е полюс Земли сместился на несколько дециметров к востоку. Исследователи назвали причиной сверхбыстрое таяние ледников, после которого вода начала перераспределяться по поверхности планеты.
Еще одна последняя статья описывает чандлеровское колебание оси вращения Земли — когда полюс смещается на несколько метров в противоположные стороны каждые 14 месяцев и, одновременно с этим, сама планета колеблется влево-вправо. Это колебание имеет цикл в 40 лет. Сейчас оно находится на стадии затухания.
Как колебания, глобальные температуры и скорость вращения Земли соотносятся друг с другом ученым еще предстоит выяснить. Пока что выводы делать рано, подчеркивают авторы работы.
Земля набирает скорость: учёные зафиксировали необъяснимую аномалию вращения планеты
До недавних пор было принято считать, что Земля постепенно снижает скорость оборота вокруг своей оси, но в последнее время данные измерений показывают нечто невероятное.
19 июля 2020 года мы сидели на карантине и мечтали, чтобы всё это поскорее закончилось. Сложно сказать, могло ли одновременное желание всех жителей Земли заставить её двигаться быстрее, но факт остаётся фактом — это были самые короткие сутки за всю историю наблюдений.
Как Земля вращается вокруг оси и откуда мы это знаем
Есть общепринятый стандарт — один оборот за 86 тысяч 400 секунд, то есть за те самые 24 часа. Но дело в том, что абсолютно никогда наша планета не укладывается в эти рамки на 100% чётко. На какие-то доли секунды обязательно идут отклонения. Только не будем путать это с високосными годами, то есть с дополнительным днём февраля раз в четыре года — там речь идёт о не совсем 365-дневном вращении Земли ВОКРУГ СОЛНЦА, то есть это другая история. В данном случае нас интересует то, что сутки у нас не вполне 24-часовые.
Их точную продолжительность научились измерять в середине XX века. В 1960 году было установлено всемирное координированное время — это и есть то самое UTC, которое мы видим на часах разных городов в своих смартфонах. Оно основано на измерениях атомных часов. А есть ещё, к примеру, стандарт UT1, он определяет скорость вращения Земли астрономически — в том числе по расположению в небе Луны и квазаров. Ситуация такова, что эти стандарты не совпадают и их сопоставление позволяет составить максимально близкую к истине картину. И картина эта показывает, что в XX веке Земля вращалась вокруг себя всё медленнее и медленнее, то есть сутки становились длиннее. Настолько длиннее, что с 1972 года к ним довольно часто приходилось добавлять «дополнительную секунду», чтобы привести стандарт в соответствие с реальной ситуацией. С тех пор это делали 27 раз. Выглядит это примерно так: в назначенный день полночь на часах всех гаджетов в мире наступает ровно на секунду позже.
Правда, это тоже явление не очень регулярное. Например, с 1972 по 1979 год ввели целых девять дополнительных секунд, а с 1999 по 2004 год их не было вообще. Вот и в последнее время (а именно — с 2016 года) секунду что-то ни разу не прибавляли.
Так вот почему в последнее время совсем не хватает времени
Введение дополнительной секунды — одна из функций Международной службы вращения Земли (IERS). Она измеряет продолжительность суточного оборота планеты в том числе по данным Парижской обсерватории и Военно-морской обсерватории США. Так вот, недавно эта служба столкнулась с абсолютно невиданной доселе проблемой: если верить данным измерений, в 2021 году впору будет УБАВЛЯТЬ из суток секунду, чего не делали ещё никогда.
IERS публикует бюллетени с данными каждодневных измерений. И если посмотреть документ, опубликованный в августе 2020 года, и прокрутить его до строки с данными за 19 июля, то можно обнаружить, что сутки продлились почти на полторы миллисекунды меньше, чем надо, то есть меньше 24 часов. На первый взгляд это кажется незначительным, но по факту это абсолютный рекорд скорости вращения Земли за всю историю наблюдений. Более того, в целом за первое полугодие ковидного года зафиксировали целых 28 кратчайших суток в истории. А если поставить рядом все цифры IERS по продолжительности дня с 60-х годов, то получается следующее.
Та линия, где слева написано +-0ms, — это линия стандарта, то есть если кривая проходит через неё — значит, в это время сутки составляли аккурат 86 400 секунд. Как видим, это бывает нечасто. Самое интересное — проследить за зигзагами серого цвета: именно они показывают отклонения от ожидаемых 24 часов. Получается, что до 2000-х годов практически всегда сутки были длиннее положенного, то есть Земля была довольно неповоротливой, но в последние пару десятилетий явно что-то случилось. Обратите внимание, как низко склонились эти линии в 2020 году.
Что может менять скорость вращения Земли
В школе нас учили, что вращение планеты замедляется и происходит это в основном из-за притяжения Луны — она, как известно, чуть «приподнимает» к себе земные океаны и вообще незаметно «тормозит» планету. Но есть и другие факторы — процессы в недрах Земли: кора движется относительно ядра, в мантии идёт конвекция, и всё это влияет на скорость вращения. Оказывается, некоторые такие процессы могут и заставлять мир двигаться быстрее. Например, подобный эффект имеют землетрясения: из-за них в недрах планеты происходят активные перемещения масс в сторону полюсов, то есть поближе к оси вращения. А по законам физики, если возле оси масса становится больше, то и тело крутится быстрее. Если грузы убрать подальше от оси — будет крутиться медленнее. Это называется моментом инерции. Часто его иллюстрируют известным приёмом фигуристов: они прижимают руки к себе и от этого начинают кружиться намного быстрее.
Как сообщали в NASA, после сильнейшего землетрясения у берегов Индонезии в 2004 году планета сделала оборот на 2,68 микросекунды быстрее — это, конечно, на несколько порядков меньше миллисекунды, но всё-таки.
Впрочем, землетрясения, точно так же, как и Луна, сопровождают нас с незапамятных времён. А меж тем на вращение Земли может влиять ещё одно явление, характерное именно для последних десятилетий, — таяние ледников. Как объясняют учёные, из-за него происходит очень интересная вещь: эти ледники своим весом давят на земную кору и заставляют мягкие и вязкие массы под ней растекаться в разные стороны. Когда ледники исчезают, то давление на земную кору ослабевает, она начинает понемногу как бы распрямляться, то есть подниматься кверху, и все эти вязкие массы под ней тоже возвращаются туда, откуда их до сих пор выдавливали ледники. Значит, это место становится более тяжеловесным. А ледники у нас находятся возле полюсов, а значит, возле оси вращения планеты. По расчётам исследователей, именно такое перераспределение масс вполне может оказаться причиной ускорения вращения Земли и, соответственно, уменьшения продолжительности суток. И примерно то же самое произошло во время таяния ледников в эпоху плейстоцена. Кстати, если интересно, посмотрите, какова реальная продолжительность суток именно сегодня: наверняка она окажется меньше 24 часов.