Вращение Земли замедляется рекордными темпами впервые за миллионы лет, и причина вполне предсказуема

Новое исследование геофизиков из Вены и Цюриха показало, что вращение Земли замедляется с такой скоростью, какой планета не знала со времён гигантских мастодонтов и саблезубых кошек. Для оценки изменений учёные использовали палеоклиматические данные – в первую очередь глобальные колебания уровня моря начиная с позднего плиоцена.

Согласно результатам, с 2000 по 2020 год продолжительность земных суток увеличивалась примерно на 1,33 миллисекунды за столетие. Это самое значительное замедление вращения планеты за последние 3,6 миллиона лет.

Соавтор исследования Бенедикт Сойя, профессор космической геодезии в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH Zurich), заявил:

Столь быстрое увеличение продолжительности дня означает, что темпы современных климатических изменений беспрецедентны как минимум с позднего плиоцена – 3,6 миллиона лет назад.

По словам Сойи, нынешнее ускоренное удлинение суток можно объяснить прежде всего влиянием человека.

Механизм этого явления учёные описывают как “перераспределение массы между континентами и океанами”. По мере таяния полярных ледяных щитов и горных ледников вода стекает в океаны, накапливая дополнительную массу в широких экваториальных областях планеты. Именно этот лишний вес в районе экватора и тормозит вращение Земли.

Соавтор работы Мостафа Кьяни Шахванди, постдокторант Венского университета, сравнил происходящее с фигурным катанием:

Фигуристка вращается медленнее, когда разводит руки в стороны, и быстрее, когда прижимает их к телу.

По его словам, лишь однажды (около 2 миллионов лет назад) скорость изменения продолжительности дня была сопоставимой.

Но ни до, ни после этого планетарная фигуристка не поднимала руки, а уровень моря не рос так быстро, как в период с 2000 по 2020 год.

Для получения данных исследователи обратились к обширному массиву информации о колебаниях уровня моря, извлечённой из окаменелостей крошечных одноклеточных морских организмов – бентосных фораминифер.

По химическому составу окаменелостей фораминифер мы можем восстановить колебания уровня моря, а затем математически вывести соответствующие изменения в продолжительности дня.

Обработка этих данных потребовала создания нового метода глубокого обучения на основе так называемой физически обоснованной диффузионной модели (Physics-Informed Diffusion Model, PIDM).

Суть подхода в том, что мощные вероятностные алгоритмы машинного обучения направляются строгими ограничениями физически обоснованных нейронных сетей (PINNs), построенных на научно установленных законах природы.

Эта модель учитывает физику изменения уровня моря, оставаясь при этом устойчивой к значительным неопределённостям, свойственным палеоклиматическим данным.

Стоит учесть, что продолжительность земных суток всегда была величиной переменчивой, пусть и в микроскопических масштабах. 4 июля 2024 года, например, Земля установила своеобразный рекорд, совершив полный оборот на 1,66 миллисекунды быстрее обычного. На скорость вращения влияет множество факторов – от бурления расплавленного ядра планеты до атмосферного давления, ветров и смещения лунной орбиты.

Однако новое исследование, опубликованное в Journal of Geophysical Research: Solid Earth, сосредоточено именно на долгосрочных тенденциях – поведении Земли на протяжении десятилетий XXI века в сравнении с трендами вращения за миллионы лет. И ключевой вывод состоит в том, что нарастающая масса океанической воды в экваториальной зоне – неоспоримое следствие климатических изменений – будет всё сильнее влиять на скорость вращения планеты.