Продолжительность земных суток не является постоянной величиной и может меняться на миллисекунды. Физики связывают эти колебания с процессами в глубоких недрах планеты, однако точный механизм долгое время оставался неясным. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, предлагает объяснение этому явлению.
Уже около 30 лет известно, что жидкое внешнее ядро Земли и её твёрдая мантия обмениваются моментом вращения. Когда ядро ускоряется, мантия, на которой находится земная кора, замедляется, и наоборот. Это происходит из-за закона сохранения полного момента импульса системы. Даже незначительные изменения в скорости вращения мантии влияют на продолжительность дня. До сих пор учёные не могли точно описать, как именно ядро и мантия передают друг другу этот импульс.
Физики из Альбертского университета в Канаде предположили, что ключевую роль в этом процессе играет твёрдое внутреннее ядро. Оно не является идеальной сферой, и его масса распределена неравномерно. Когда скорость вращения внутреннего ядра меняется, его гравитационное поле воздействует на также неравномерно распределённые массы в мантии. Этот гравитационный момент слегка изменяет скорость вращения мантии, что и отражается на длине суток.
Этому гравитационному воздействию противодействуют силы трения и электромагнитного сопротивления на границе между ядром и мантией. По мнению авторов работы, наблюдаемые колебания в продолжительности дня возникают из-за постоянного изменения баланса между этими двумя силами.
Результаты исследования также указывают на то, что внутреннее ядро может быть более динамичным, чем считалось ранее. Данные говорят о том, что оно способно к вязкой деформации в масштабе десятилетий. Это означает, что твёрдый центр Земли может менять форму и реагировать на внешние силы гораздо активнее, чем предполагает его состав.
