Дългосрочните колебания в продължителността на земния ден между 1964 и 2019 г. се обясняват най-добре с гравитационния момент, свързан с движението на вътрешното ядро ​​на Земята, според авторите на изследване, публикувано в Nature. Според техните изчисления този механизъм е основният фактор за промените, настъпили за период от около 60-70 години.

Скоростта на въртене на Земята не е постоянна, така че продължителността на деня варира. Авторите отбелязват, че във времевите мащаби от 10 до 70 години тези колебания достигат няколко милисекунди. Изследователите са се фокусирали върху многогодишния компонент на промените, след като са премахнали сезонните ефекти на атмосферата и океаните, както и дългосрочните тенденции, свързани с приливното триене на Луната и други процеси.

Вътрешното ядро ​​и гравитационното влияние

Учените анализирали реконструкции на промените във въртенето на вътрешното ядро, получени от сеизмични наблюдения. Според използвания модел, вътрешното ядро ​​е претърпяло широко многогодишно трептене с амплитуда от около 2,35 градуса спрямо мантията, а посоката му на движение се е променила около 2010 г.

Когато вътрешното ядро ​​се движи спрямо масовите нееднородности на мантията, се генерира гравитационен момент. Модел със сила на момента от 1,3 × 10^ 19 нютон-метра и характерно време за вискозно подравняване на границата на вътрешното ядро ​​от шест години възпроизвежда както амплитудата, така и фазата на регистрираните многогодишни промени в продължителността на деня.

Други механизми работят в противоположна фаза

Изследователите също така оценили електромагнитните и топографските моменти на границата между ядрото и мантията. Първият е свързан с електрическото взаимодействие на течното ядро ​​и проводимите слоеве на мантията, а вторият с налягането на потоците в ядрото върху неравностите на тази граница. Според авторите, и двата механизма могат да повлияят на процеса, но тяхната фаза е предимно противоположна на наблюдаваните трептения.

Байесовият анализ на различни параметри също показва, че гравитационният момент обикновено действа във фаза с общия момент, необходим за обяснение на промените в продължителността на деня. Електромагнитните или топографските влияния на границата между ядрото и мантията в такива изчисления противодействат на този ефект, вместо да бъдат негов основен източник.