Високосная секунда: как на скорость вращения планеты влияет китайская плотина
Исследователи прогнозируют, что этим летом планета снова приблизится к максимуму скорости вращения. Причины этого ускорения до конца непонятны, и окончательного научного объяснения этому пока нет. Профессор департамента прикладной математики МИЭМ ВШЭ Леонид Зотов отмечает, что если раньше под Новый год при необходимости добавляли так называемую високосную секунду, то сейчас впервые в истории возник вопрос, не пора ли ее вычесть.
По оценкам ученых, максимум скорости вращения Земли может быть достигнут 9 и 22 июля, а также 5 августа этого года. Ожидается, что максимально возможное сокращение продолжительности суток составит 1,51 миллисекунды.
Конечно, для жизни человека миллисекундные отличия в длительности суток незаметны. Однако для спутниковой навигации, глобальной синхронизации времени и точных научных измерений такие колебания критичны. Именно поэтому ученые отслеживают их в реальном времени и даже корректируют под них атомную шкалу времени UTC.
Леонид Зотов
«Если раньше под Новый год, когда возникала необходимость, всегда добавляли так называемую високосную секунду, то теперь из-за ускорения вращения Земли возник вопрос, не пора ли ее вычесть. Впервые в истории», — отмечает профессор департамента прикладной математики МИЭМ ВШЭ Леонид Зотов.
В последние годы Земля начала вращаться быстрее. Причины этого ускорения до конца непонятны. Гипотез много: это может быть связано с поведением земного ядра, атмосферными потоками, океаническими течениями или даже с особенностями орбиты Луны. Окончательного научного объяснения этому пока нет.
При этом ряд ученых полагает, что вращение может и ускоряться, и замедляться под влиянием деятельности человека. Недавно в СМИ и соцсетях разошлась новость: китайская плотина «Три ущелья» замедлила вращение Земли, вызвав увеличение продолжительности суток. Согласно расчетам доктора Бенджамина Фонг Чао из Шаньдунского университета наук и технологий в Циндао, накопленные плотиной «Три ущелья» 40 кубических километров воды слегка изменили момент инерции Земли. Расчеты показывают: сутки удлинились на 0,06 микросекунды, а ось вращения сместилась на два сантиметра.
Это возможно, говорит Леонид Зотов, но такие малые величины пока не фиксируются точными приборами. Даже таяние ледников Гренландии (270 гигатонн в год) и Антарктиды (150 гигатонн в год), ведущее к повышению уровня Мирового океана на несколько миллиметров в год, если и замедляет вращение Земли, то на величины, находящиеся на пределе современной точности измерений. Кроме того, есть природные процессы, ускоряющие вращение Земли. Один из примеров — изменения в Каспийском море. Согласно расчетам исследователей, с начала 2000-х годов уровень Каспия стабильно снижается примерно на 10 сантиметров ежегодно. Почти столько же вмещает крупнейшая китайская плотина. Однако если в случае с плотиной этот объем однократно аккумулируется, то в Каспии уровень воды снижается ежегодно уже более двух десятилетий.
Если допустить, что эта вода испаряется и не возвращается на ту же широту, вращение Земли действительно ускоряется. Эффект от обмеления Каспия сильнее, чем от плотины, и противонаправлен, то есть ускоряет вращение Земли. Причины снижения уровня воды в Каспии до конца неясны. Ученые рассматривают несколько возможных объяснений: уменьшение стока Волги, усиление испарения, тектонические процессы и просадка дна моря. Атмосферные, климатические и геологические факторы активно изучаются, но окончательных выводов пока нет. Однако наблюдаемое ускорение Земли слишком велико, чтобы его можно было объяснить только обмелением Каспия или другими процессами на поверхности. С 2020 года ученые фиксируют беспрецедентные значения: Земля вращается быстрее, чем когда-либо с начала точных измерений в 1950-х годах. Самый короткий день был зафиксирован 5 июля 2024 года и оказался на 1,66 миллисекунды короче нормы.
«Вероятнее всего, за это отвечают процессы, происходящие внутри самой планеты, в том числе сложное движение ее ядра. Океанические и атмосферные модели не дают удовлетворительного объяснения столь резкому ускорению, и ученые продолжают поиски», — говорит Леонид Зотов.