Таяние полярных льдов замедляет вращение Земли с беспрецедентной скоростью 

Фото из открытых источников

Исследование, проведенное Венским университетом и Цюрихским техническим институтом, показывает, что повышение уровня моря, вызванное глобальным потеплением, замедляет вращение Земли со скоростью, невиданной со времен позднего плиоцена.

Длительность суток не является неизменной. Факторы, начиная от гравитационного притяжения Луны и заканчивая сложными движениями внутри планеты, постоянно изменяют время, необходимое Земле для совершения одного оборота вокруг своей оси.

Теперь исследование, опубликованное в журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth, добавляет к этому уравнению новый и тревожный фактор: вызванное деятельностью человека изменение климата меняет вращение планеты со скоростью, невиданной за последние 3,6 миллиона лет.

Исследование, авторами которого являются Мостафа Киани Шахванди из Департамента метеорологии и геофизики Венского университета и Бенедикт Соя, профессор космической геодезии в Цюрихском политехническом институте, подтверждает, что нынешнее увеличение продолжительности суток — оцениваемое в 1,33 миллисекунды за столетие — не имеет прецедентов в новейшей геологической истории.

Чтобы прийти к этому выводу, ученым пришлось реконструировать прошлые колебания, используя косвенный, но чрезвычайно надежный метод: анализ ископаемых останков одноклеточных морских организмов, известных как бентосные фораминиферы.

Физическое объяснение этого явления относительно простое, и исследователи сравнивают его с движением фигуриста. Когда фигурист вытягивает руки, его вращение замедляется; когда он сжимает их, он вращается быстрее. В случае Земли ускоренное таяние полярных ледяных щитов и горных ледников переносит огромные массы воды с континентов в океаны.

Это смещение массы, которое приводит к повышению уровня моря, изменяет распределение веса по планете и действует подобно вытянутым рукам фигуриста, слегка замедляя вращение и, следовательно, увеличивая продолжительность наших дней.

Команде под руководством Киани Шахванди и Соджи удалось установить, происходило ли подобное явление, связанное с изменением климата, ранее с аналогичной интенсивностью. Чтобы ответить на этот вопрос, они обратились к бентосным фораминиферам.

Химический состав окаменелых раковин этих организмов, обитающих на дне океана, служит историческим архивом уровней океана. На основе изменений уровня моря ученые могут математически определить соответствующие изменения продолжительности суток на протяжении миллионов лет.

Для учета значительной неопределенности, присущей палеоклиматическим данным, команда применила вероятностный алгоритм глубокого обучения — основанную на физических принципах диффузионную модель, способную надежно воспроизводить динамику изменений уровня моря. Результаты модели убедительны: на протяжении четвертичного периода, последних 2,6 миллионов лет, циклы роста и таяния великих континентальных ледниковых щитов приводили к значительным колебаниям продолжительности дня. Однако, если сравнить эти исторические данные с современными измерениями, можно сделать вывод, что темпы увеличения продолжительности дня, наблюдаемые в период с 2000 по 2020 год, являются исключительными.

За исследуемый период лишь однажды, около двух миллионов лет назад, темпы изменения продолжительности дня были почти сопоставимы, объясняет Киани Шахванди. Но ни до, ни после этого момента планетарный «каскадер» не расширял свои «руки» — другими словами, уровень моря не поднимался так быстро, как в первые два десятилетия XXI века. Исследование рассматривает это событие как нечто необычное за последние 3,6 миллиона лет, начиная с позднего плиоцена.

Это беспрецедентное ускорение заставляет исследователей прямо указать на деятельность человека как на основную причину. Скорость увеличения продолжительности дня говорит о том, что темпы современных изменений климата не имеют аналогов, по крайней мере, со времен позднего плиоцена. Таким образом, нынешнее и быстрое увеличение продолжительности дня можно объяснить прежде всего влиянием человека, говорит Бенедикт Соя.

Хотя это отклонение может показаться незначительным — речь идёт о миллисекундах — его практическое значение весьма существенно, особенно в мире, где всё взаимосвязано и зависит от технологий. Например, высокоточные системы космической навигации требуют точного знания вращения Земли для корректной работы. Даже небольшое отклонение в измерении времени может привести к ошибкам позиционирования и синхронизации.

Прогнозы исследования показывают, что к концу XXI века влияние изменения климата на продолжительность суток может стать более значительным, чем гравитационное воздействие самой Луны. Эта работа, которая открывает направление исследований, использующих ископаемые архивы для изучения истории климатически обусловленных изменений вращения Земли, устанавливает прямую связь между климатическими последствиями прошлого и будущего, подтверждая, что деятельность человека изменяет не только атмосферу или океаны, но и само движение планеты.