Цивилизация
Каждые сутки на Земле состоят из 86 400 секунд — по крайней мере, именно столько раз сдвигается за 24 часа секундная стрелка наших часов. Однако
усредненные солнечные сутки, равные периоду обращения Земли вокруг своей оси, составляют около 86 400,002 секунды и постепенно увеличиваются.
Это происходит из-за того, что наша планета постоянно испытывает приливные силы со стороны Солнца и Луны, которые тормозят ее вращение вокруг своей оси. На темп вращения Земли, однако, оказывают влияние и другие факторы. Например, на небольших временных периодах — около года — свою роль могут сыграть даже сезонные и ежедневные изменения погоды, меняющие продолжительность отдельных солнечных суток в пределах нескольких миллисекунд.
К другим факторам относятся динамика вращения внутреннего ядра Земли (на более продолжительных масштабах времени), изменения в океанических течениях, движения подземных вод и ледников (на масштабах месяцев и десятилетий), а также океанические и атмосферные течения. Например, такое явление, как
Эль-Ниньо — колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, — способно временно замедлить вращение Земли, увеличив солнечные сутки на одну миллисекунду (тысячную долю секунды).
В 2002 году океанограф Вальтер Манк провел исследование, целью которого было выяснить, влияет ли таяние ледников и повышение уровня Мирового океана на скорость вращения нашей планеты и, как следствие, длину земных суток.
Из-за таяния льдов объем воды в Мировом океане увеличивается, кроме того, происходит ее перераспределение от полюсов к экватору. Вес ледников из-за таяния постепенно уменьшается, они начинают оказывать меньшее давление на породы, которые находятся под ними, и эти породы медленно, но верно поднимаются вверх, делая форму Земли более округлой. Это должно замедлять вращение планеты — но
Манк не сумел обнаружить связи между таянием льдов и постепенной потерей скорости вращения Земли.
Однако международная группа физиков (в основном работающих в Канаде) сумела опровергнуть выводы Манка, заявив, что таяние ледников все-таки приводит к постоянному увеличению длины светового дня. С полным текстом исследования ученых можно ознакомиться в журнале Science Advances.
Исследователи под руководством Джерри Митровицы из Гарвардского университета показали, что Вальтер Манк в своей работе пользовался не совсем точными данными. Так, таяние льдов на протяжении ХХ века шло со скоростью примерно на 30% меньше той, которую использовал в своих вычислениях Манк. Более того, построение математических моделей помогло установить, что в 2002 году океанолог опирался на не слишком корректную модель внутренней структуры Земли: взаимодействие между мантией и внешней частью ядра планеты, состоящей из расплавленного металла, сильнее, чем предполагалось.
В результате работы группа Джерри Митровицы пришла к выводу, что таяние ледников все-таки оказывает влияние на продолжительность земных суток.
Ученые подсчитали, что к 1990 году естественное удлинение земных суток за счет неприливных сил составило 7,4 ± 0,6 × 10−11 в год или же шесть миллионных долей секунды в год. Сейчас же вносимая таянием ледников «поправка» (glacial isostatic adjustment — GIA), которую определили ученые, составляет 4 × 10−11 или же почти три миллионные доли секунды в сутки — именно на столько времени становится длиннее каждый день на Земле.
Получается, что вклад ледников почти в тысячу раз слабее, чем вклад приливных сил.
Однако данная работа вызвала сенсацию, что произошло благодаря написавшему об исследовании журналисту британской газеты The Guardian.
В материале издания говорилось о том, что талая вода ледников замедляет Землю аж на 5 миллисекунд в сутки. Притом что никакой подобной оценки в работе в Science Advanced не было. В основном работа ученых была посвящена тому, что увеличение объема воды в Мировом океане сдвинет земную ось — к концу века она сместится примерно на 1 см. Впрочем, никаких катаклизмов это за собой не повлечет: сдвиг оси означает лишь то, что Северный полюс нашей планеты «отъедет» на 1 см в сторону от своего текущего местоположения. По другим причинам — хоть из-за тех же приливных сил — ось сдвигается на несколько метров в столетие.
Но при этом часы неуклонно отстают от реального времени, особенно последние столетия. На вопрос, что с этим делать, отдел науки «Газеты.Ru» уже отвечал: не далее как 1 июля этого года в очередной раз была введена «секунда координации» (leap second) — поправка, призванная синхронизировать мировые часы с постоянно замедляющей свое вращение Землей.
Впервые она была введена в 1972 году, и до 1999 года эта поправка применялась примерно раз в год. Однако позднее Земля «притормозила» свое торможение, и секунду стали добавлять реже.
Решение о добавлении лишней секунды по мере ее накопления принимает Международная служба вращения Земли и систем отсчета (IERS), располагающаяся в Париже. По принятым правилам в случае необходимости лишняя секунда координации добавляется вечером 30 июня либо 31 декабря по UTC. Поэтому 1 июля 2015 года после 2.59:59 по московскому времени наступило не 3.00:00 мск, а 2.59:60 мск, а затем 3.00:00 мск.