Уявіть: десь під нашими ногами, на глибині тисяч кілометрів, розпечене тверде ядро Землі гойдається вперед і назад. І саме це — через гравітаційне тяжіння між ним і породою над ним — змушує тривалість наших днів повільно коливатися. Саме так: доба то трохи довша, то трохи коротша. І це не фантастика — це висновок нового дослідження.
Хуейфен Чжан та Матьє Дамберрі з Університету Альберти опублікували свою роботу 23 вересня в журналі Nature. Їхній аналіз показує: гравітаційне тяжіння між твердим внутрішнім ядром і породою над ним викликає повільні коливання тривалості доби.
Десятиліттями вчені сперечалися, яка саме сила це керує. Пропонували магнітні сили на межі між ядром і мантією. Пропонували тиск, що штовхає вбік на виступи на цій межі. Пропонували гравітацію з внутрішнього ядра. Обидва автори кажуть: вирішення цього питання загострює нову картину найглибших частин планети.
Тривалість дня змінюється в багатьох часових масштабах — від щоденних припливів до повільного впливу Місяця. Але стаття в Nature розглядає коливання тривалістю кілька мілісекунд, що відбуваються протягом 10–70 років. Вони виникають через рідке ядро та мантійне обертання.
Чжан і Дамберрі поєднали сейсмічні оцінки швидкості обертання внутрішнього ядра відносно мантії з потоками в ядрі, розрахованими на основі змін магнітного поля Землі. І простежили період з 1964 по 2019 рік — той, який охоплюють обидва набори моделей.
І що виявилося? Сила тяжіння внутрішнього ядра відповідає і розміру, і часу повороту, необхідним для пояснення спостережуваного запису. А магнітні та тискові ефекти на межі ядра та мантії діють в іншому напрямку — вони протистоять зміні, а не викликають її. Автори зазначають: їхній результат настільки ж хороший, наскільки хороші моделі обертання внутрішнього ядра та потоку в ядрі, що лежать в його основі.
Сейсмічна модель, на якій ґрунтується ця робота, показує: внутрішнє ядро коливається вперед і назад протягом приблизно семи десятиліть. І десь близько 2010 року воно перейшло з руху на схід на захід. Для гарної відповідності також потрібне було внутрішнє ядро, достатньо м'яке, щоб змінити форму протягом кількох років — а не жорстке. Та сама схема — гравітація, що рухає, і опір межі — проявляється в комп'ютерних симуляціях вируючого ядра, яке генерує магнітне поле Землі.
Чи повторюється ця закономірність — невідомо. Автори пишуть: потоки в ядрі, отримані за попередні десятиліття, показують натяки на нещодавню закономірність разом із чіткими відмінностями. А магнітний запис з такої давності може бути недостатньо добрим, щоб її встановити.
