Гравітаційний момент внутрішнього ядра пояснив зміни тривалості доби
Дослідження пов’язало багаторічні зміни тривалості земної доби з гравітаційним моментом внутрішнього ядра.
Багаторічні коливання тривалості земної доби в 1964–2019 роках найкраще пояснює гравітаційний момент, пов’язаний із рухом внутрішнього ядра Землі. Такого висновку дійшли автори дослідження, опублікованого в Nature. За їхніми розрахунками, цей механізм був головним чинником змін, що відбувалися приблизно впродовж 60–70 років.
Швидкість обертання Землі не є сталою, тому тривалість доби змінюється. Автори зазначають, що на проміжках від 10 до 70 років ці коливання сягають кількох мілісекунд. Дослідники зосередилися на багаторічній складовій змін після вилучення сезонного впливу атмосфери й океанів, а також довгострокових тенденцій, пов’язаних із припливним тертям Місяця та іншими процесами.
Внутрішнє ядро та гравітаційний вплив
Науковці проаналізували реконструкцію змін обертання внутрішнього ядра, отриману на основі сейсмічних спостережень. Згідно з використаною моделлю, внутрішнє ядро здійснювало широку багаторічну осциляцію з амплітудою близько 2,35 градуса відносно мантії, а напрямок його руху змінився поблизу 2010 року.
Коли внутрішнє ядро зміщується відносно масових неоднорідностей мантії, виникає гравітаційний момент. Модель із силою такого моменту 1,3 × 1019 ньютон-метрів і характерним часом в’язкого вирівнювання межі внутрішнього ядра шість років відтворила як амплітуду, так і фазу зафіксованих багаторічних змін тривалості доби.
Інші механізми діють у протилежній фазі
Дослідники також оцінили електромагнітний і топографічний моменти на межі ядра й мантії. Перший пов’язаний з електричною взаємодією рідкого ядра та провідних шарів мантії, другий — із тиском потоків ядра на нерівності цієї межі. За висновком авторів, обидва механізми можуть впливати на процес, але їхня фаза переважно протилежна спостережуваним коливанням.
Баєсівський аналіз різних параметрів також показав, що гравітаційний момент зазвичай діє в одній фазі із сумарним моментом, необхідним для пояснення змін тривалості доби. Електромагнітний або топографічний вплив на межі ядра й мантії в таких розрахунках радше протидіє цьому ефекту, ніж є його головним джерелом.
