Это далеко не самый важный эффект более жаркого мира, но повышение температуры замедляет вращение Земли, делая дни длиннее. Эффект, конечно, невелик, но новое исследование предсказывает, что в сценарии с высокими выбросами косвенные последствия человеческой деятельности окажут большее влияние на скорость вращения Земли, чем приливные эффекты Луны. Та же самая человеческая деятельность даже немного смещает местоположение Северного полюса.
Скорость вращения тела зависит от распределения его массы. Учителя физики десятилетиями демонстрировали эту концепцию, сажая учеников на вращающиеся стулья и заставляя их контролировать свою скорость, держа тяжести или прижимая их к груди. Однако только недавно мы поняли, что делаем то же самое по всей планете.
Для вращения массы на экваторе планеты требуется больше вращательной энергии, чем на полюсах. Земля сформировалась с большим количеством вращательной энергии, малую часть которой она теряет на Луне, не получая большой компенсации, поэтому, когда масса перемещается из полярных регионов в тропики, она должна перейти к более медленному вращению.
Ледяные шапки тают, а уровень тропических морей повышается, поэтому неудивительно, что изменения температуры ускоряют темпы увеличения продолжительности дня, что было недавно обнаружено.
Однако распределение воды и льда на поверхности Земли является лишь одним из многих факторов, влияющих на скорость вращения Земли. Например, Солнце и Луна оказывают противоположное влияние через приливы, хотя обычно доминирует Луна. Также происходят изменения в скорости вращения ядра Земли , которые могут частично передаваться на поверхность.
Расчет силы этих эффектов является сложной задачей, поэтому Земля может слегка удивить нас, становясь ли дни длиннее или короче, и насколько, в течение месяцев или лет. Однако профессор Бенедикт Соя из ETH Zurich и его коллеги утверждают, что более горячая планета уже вносит свой вклад в удлинение дней, и этот эффект ускорился в этом столетии. Если выбросы парниковых газов продолжат расти, сила этого эффекта удвоится к 2100 году, заключают они, в процессе обогнав эффект Луны.
«Мы, люди, оказываем большее влияние на нашу планету, чем мы осознаем», — сказал Соджа. «И это, естественно, возлагает на нас большую ответственность за будущее нашей планеты».
Полярный лед таял и раньше, последний раз около 10 000 лет назад, что также привело бы к увеличению продолжительности дня. Однако тогда этот процесс был намного медленнее, чем тот, что происходит сегодня, поэтому эффекты, вероятно, были меньше, чем постоянное лунное влияние.
Если таяние происходило симметрично и в Арктике, и в Антарктике, то это могло бы быть единственным эффектом на вращение Земли. Однако мы знаем, что в некоторых направлениях льда для таяния гораздо больше, чем в других, и наиболее уязвимые области сосредоточены в определенных местах. Связанное исследование той же группы объясняет, что в результате ось вращения Земли немного смещается.
Движение небольшое – вопрос метра за десятилетие или около того в расположении полюсов. Здесь снова происходят сдвиги по другим причинам. Континентальный дрейф, вызванный тектоникой плит, играет свою роль, как и тепловые движения в ядре планеты и даже медленный отскок коры, когда-то сдвинутой вниз древними ледяными щитами.
Геофизики отслеживали эти движения, обнаружив, что Северный полюс мигрировал примерно в направлении Гудзонова залива в течение столетия, хотя в последнее время направление изменилось. Включение таяния льда позволило команде создать модель, которая соответствует тому, что наблюдалось.
«Впервые мы представляем полное объяснение причин долгопериодического движения полюсов», — сказал ведущий автор обоих исследований Мостафа Киани Шахванди, один из докторантов Соджи. «Другими словами, теперь мы знаем, почему и как ось вращения Земли движется относительно земной коры».
Гипотеза Геи предполагает, что Земля является саморегулирующейся системой , и если это так, то, по-видимому, это распространяется глубоко внутрь планеты. «Изменение климата приводит к перемещению оси вращения Земли, и, по-видимому, обратная связь от сохранения углового момента также изменяет динамику ядра Земли», — сказал Соджа.
Соджа, Шахванди и соавторы не паникуют по поводу этих эффектов, отмечая, что они слишком малы и слишком медленны, чтобы беспокоиться о них, в отличие от многих других аспектов антропогенного изменения климата. Тем не менее, такие вопросы иногда необходимо принимать во внимание. Соджа приводит пример необходимости знать точную скорость Земли при запуске определенных космических зондов, а не ту скорость, которая была несколько десятилетий назад.
Работа также предлагает два дополнительных способа проверки того, что планета действительно нагревается, при этом доказательства из других источников не настолько убедительны, чтобы сделать это ненужным.
Исследование замедления дня опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследование блуждающего полюса опубликовано в открытом доступе в Nature Geoscience.
