Раньше сутки на Земле длились 19 часов: как планета потеряла скорость
Мы привыкли, что в сутках 24 часа, но Земля никогда не вращалась с одной и той же скоростью. Около 1,4 млрд лет назад полный оборот планеты занимал примерно 19 часов. С тех пор сутки стали длиннее, хотя иногда Земля, наоборот, вращается чуть быстрее.
Земля раньше вращалась быстрее
Сегодня Земля делает полный оборот примерно за 24 часа. Но так было далеко не всегда. Расчеты по геологическим данным показывают, что в прошлом сутки были значительно короче.
Учёные восстанавливают продолжительность суток по следам приливов и другим циклическим изменениям, которые сохранились в породах. Одно из исследований 2023 года показало особенно интересную картину: примерно миллиард лет продолжительность суток могла оставаться около 19 часов.
Загадка 19 часов
Вот здесь и начинается самое интересное. Если Луна постепенно тормозит вращение Земли, сутки должны становиться длиннее. Но расчёты показывают, что на протяжении огромного промежутка времени этого почти не происходило.
Исследователи предполагают, что Земля попала в своеобразный баланс. Луна через приливы замедляла вращение планеты, а нагрев атмосферы Солнцем создавал другой прилив, который действовал в противоположную сторону. В определенный период эти два эффекта могли почти компенсировать друг друга.
В итоге сутки как будто «застряли» около 19 часов. Луна продолжала влиять на Землю, но еёе тормозящее действие временно уравновешивалось атмосферным эффектом, связанным с Солнцем. Именно эту идею исследователи использовали для объяснения необычно долгого периода почти неизменной продолжительности суток.
Это не означает, что ученые точно знают продолжительность каждого дня за тот период. Оценки основаны на сохранившихся данных и имеют погрешность. Но сама остановка роста продолжительности суток примерно на отметке 19 часов получила поддержку в анализе нескольких независимых данных.
Луна тормозит Землю
В обычных условиях Луна действительно постепенно замедляет вращение нашей планеты.
Она притягивает океаны, создавая приливы и отливы. Из-за вращения Земли вода движется не совсем синхронно с положением Луны. Возникает трение, и часть энергии вращения Земли постепенно передается системе Земля-Луна.
Земля понемногу теряет скорость, а Луна отдаляется от нее примерно на 3,8 см в год.
За человеческую жизнь заметить это невозможно. Но за сотни миллионов лет разница становится огромной. Именно поэтому средняя продолжительность суток постепенно растёт.
Иногда Земля ускоряется
При этом процесс не идет ровно в одну сторону. Скорость вращения Земли постоянно немного меняется. На нее влияют атмосфера, океаны, движение вещества внутри планеты, землетрясения и перераспределение массы.
Из-за этого отдельные сутки могут оказаться чуть короче обычных 24 часов. Например, 29 июня 2022 года сутки были примерно на 1,59 миллисекунды короче стандартных 86 400 секунд. Для человека такая разница незаметна, но её фиксируют сверхточные часы и системы измерения времени.
Таяние льда тоже меняет скорость вращения
На вращение Земли влияет даже то, где находится вода на планете. Когда лед в Гренландии и Антарктиде тает, вода перемещается от полюсов к более низким широтам. Масса Земли распределяется немного иначе, и вращение планеты замедляется.
Эффект очень небольшой, но его уже удается измерять. Исследование 2024 года показало, что таяние полярного льда действительно влияет на скорость вращения Земли. По данным исследователей, этот процесс уже заметно влияет на то, как согласуются астрономическое и атомное время.
Получается, на скорость вращения Земли одновременно влияют Луна, атмосфера, океаны, движение вещества внутри планеты и даже таяние льда.
24 часа не навсегда
24 часа для суток не являются какой-то постоянной величиной. Это просто продолжительность дня в нашу эпоху.
Миллиарды лет назад Земля вращалась быстрее и сутки были короче. В дальнейшем Луна будет продолжать постепенно замедлять вращение планеты, поэтому в среднем сутки будут становиться длиннее.
Но на более коротких промежутках все может происходить иначе. Земля немного ускоряется, потом снова замедляется, и продолжительность суток меняется на доли миллисекунды.
Для нашей жизни эти изменения практически незаметны. Но история 19-часовых суток показывает, насколько сильно за миллиарды лет может измениться привычный нам ритм Земли.