Учени от Техническия университет в Мюнхен (TUM) откриха, че денонощието на Земята може да се удължи до 25 часа. Изследването бележи значителен напредък в разбирането на въртенето на Земята чрез ротационната динамика.
Противно на общоприетото схващане, въртенето на Земята не се придържа към точен 24-часов цикъл. Това несъответствие се дължи на разнородния състав на Земята – смес от различни твърди вещества и течности, всяка от които влияе върху скоростта на въртене на планетата, пише Earth.com.
ОЩЕ: Луната постепенно увеличава денонощието на Земята. Защо се случва това?
„Колебанията във въртенето са важни не само за астрономията, но и за създаването на точни климатични модели и да разберем по-добре метеорологичните явления като Ел Ниньо – казва Улрих Шрайбер, ръководител на проекта в Обсерваторията на TUM. – И колкото по-точни са данните, толкова по-точни са прогнозите.“
Пробивът на TUM се съсредоточава върху подобряването на пръстеновидния лазер – сложно устройство, способно да измерва въртенето на Земята със забележителна прецизност.
Този лазер, разположен в Геодезическата обсерватория Ветцел, работи в специално проектирана камера под налягане, заровена под земята. Състои се от жироскоп с лазерен пръстен и „състезателна писта“, внимателно калибрирани, за да се гарантира, че външните фактори минимално влияят върху показанията на лазера.
Скоростта на въртене на Земята варира
Устройството използва сложна система от лазери и огледала за точно откриване на отклонения в скоростта на въртене на Земята. Тези разлики се показват от колебанията на честотите между два лазерни лъча, като по-големите несъответствия означават по-бързо въртене.
Например на екватора, където Земята се върти с 15 градуса на час, пръстеновидният лазер записва честота от 348,5 Hz, която леко се променя с милионни от херца всеки ден. Но постигането на точни измервания с тази технология е предизвикателство поради присъщата асиметрия в дизайна на устройството.
През последните четири години геодезистите са разработили теоретичен модел за лазерни трептения, за да отчетат тези системни ефекти.
Чрез включването на коригиращ алгоритъм те вече могат точно да елиминират тези несъответствия от своите измервания, което им позволява да измерват въртенето на Земята до удивителните девет знака след десетичната запетая. Това се равнява на отклонение от приблизително част от милисекунда всеки ден.
ОЩЕ: Преди появата на живота денонощието на Земята е било с продължителност 19 часа
Интересното е, че продължителността на денонощието на Земята постепенно се увеличава с времето. През ерата на динозаврите едно денонощие е продължавало само 23 часа, а преди 1,4 милиарда години е било само 18 часа и 41 минути.
Прогнозите предполагат, че след 200 милиона години денонощието ще бъде 25 часа. Тази развиваща се динамика на въртенето на Земята подчертава важността на усъвършенстваните измервания.
Повече за въртенето на Земята
Въртенето на Земята, основен аспект от съществуването на нашата планета и съчетава аспекти на астрономията, физиката и геологията.
Земята се върти около оста си – въображаема линия, която минава от Северния до Южния полюс, поради което имаме повтарящ се цикъл на ден и нощ. Това въртене се извършва в посока, обратна на часовниковата стрелка, когато се гледа отгоре на Северния полюс, и са необходими приблизително 24 часа, за да се извърши едно пълно завъртане. Въпреки че, както научихме по-горе, този период от време бавно се увеличава.
Въртенето на Земята произтича от формирането на планетата. Преди около 4,6 милиарда години Земята се е образувала от облак газ и прах. Докато този материал се сливал под действието на гравитацията, той започнал да се върти. Запазването на ъгловия импулс, принцип във физиката, поддържа това въртене, освен ако върху нея не действа външна сила.
Най-прекият ефект от въртенето на Земята е редуването на деня и нощта. Докато Земята се върти, различни части на планетата са обърнати към Слънцето и се радват на дневна светлина, докато други потъват в тъмнина.
Въртенето на Земята влияе и върху климата и времето. Ефектът на Кориолис, произтичащ от въртенето, кара движещите се въздух и вода да се отклоняват надясно в Северното полукълбо и наляво в Южното полукълбо. Това отклонение играе решаваща роля при оформянето на климатичните системи и океанските течения.
Разделянето на Земята на 24 часови зони е пряко свързано с нейното въртене. Всяка зона представлява част от Земята, която преживява определен час от денонощието, подравнявайки ежедневните дейности с позицията на Слънцето в небето.
ОЩЕ: Шок от зимното слънцестоене. Защо най-късият ден в годината ще бъде по-дълъг?
Учените използват астрономически наблюдения, за да изследват въртенето на Земята. Като наблюдават позициите на звездите и другите небесни тела, те могат да измерват точната скорост и промените в въртенето на Земята.
Сателитите, оборудвани с усъвършенствани сензори, осигуряват друго средство за изследване на въртенето на Земята. Тези инструменти могат да открият фини промени в скоростта на въртене и ориентацията на земната ос.
Геоложките записи, като седиментни слоеве и ледени ядра, също предлагат представа за историческите промени в въртенето на Земята. Тези записи помагат на учените да разберат как въртенето се е променило в продължение на милиони години.
В обобщение, въртенето на Земята е динамичен процес с дълбоки въздействия върху планетата. Той оформя ежедневното ни преживяване на времето, влияе върху времето и климатичните модели и играе ключова роля във функционирането на нашия свят. Чрез комбинация от астрономически, сателитни и геоложки изследвания учените продължават да разкриват сложността на въртенето на Земята, задълбочавайки разбирането за тази фундаментална планетарна характеристика.
