Точные 24 часа в сутки не гарантированы – продолжительность дня меняется из-за гравитационного воздействия Луны, а также различных геофизических процессов, происходящих внутри Земли, на ее поверхности и в атмосфере.
Современные изменения климата также влияют на продолжительность дня: предыдущие исследования показали, что с 2000 по 2020 год продолжительность наших дней увеличилась на величину, эквивалентную 1,33 миллисекунды за столетие, из-за климатических факторов, особенно перераспределения массы между континентами и океаном вследствие таяния полярных ледяных щитов и горных ледников.
В новом исследовании, опубликованном в Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Мостафа Киани Шахванди (Венский университет) и Бенедикт Соя (ETH Zurich) демонстрируют, что этот стремительный рост продолжительности светового дня не имеет аналогов за последние 3,6 миллиона лет.
«В наших предыдущих работах мы показали, что ускоренное таяние полярных ледяных щитов и горных ледников в XXI веке приводит к повышению уровня моря, что замедляет вращение Земли и, следовательно, удлиняет сутки — подобно фигуристу, который вращается медленнее, когда вытягивает руки, и быстрее, когда держит руки близко к телу, – объясняет Мостафа Киани Шахванди из кафедры метеорологии и геофизики Венского университета. – Оставалось неясным, существовали ли более ранние периоды, когда продолжительность светового дня увеличивалась столь же быстрыми темпами».
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи использовали окаменелые остатки одноклеточных морских организмов, известных как бентосные фораминиферы.
«На основе химического состава ископаемых фораминифер мы можем сделать выводы о колебаниях уровня моря, а затем математически рассчитать соответствующие изменения продолжительности светового дня», – говорит первый автор исследования Киани Шахванди из Венского университета.
Для получения более убедительных выводов команда применила вероятностный алгоритм глубокого обучения – модель диффузии, основанную на физических принципах.
«Эта модель отражает физические процессы изменения уровня моря, оставаясь при этом устойчивой к значительным неопределенностям, присущим палеоклиматическим данным», – добавляет климатолог и геофизик.
В течение четвертичного периода (2,6 миллиона лет) рост и таяние крупных континентальных ледниковых щитов неоднократно вызывали значительные колебания продолжительности светового дня из-за изменений уровня моря. Однако, если сравнивать эти значения с показателями XXI века, становится ясно, что сегодняшнее увеличение продолжительности светового дня выделяется на фоне климатической истории последних 3,6 миллионов лет.
«Только однажды — около 2 миллионов лет назад — темпы изменения продолжительности дня были почти сопоставимы, но никогда прежде и никогда после этого планетарная «фигуристка» не поднимала руки и уровень моря так быстро, как в период с 2000 по 2020 год», – говорит Киани Шахванди.
«Это стремительное увеличение продолжительности светового дня свидетельствует о том, что темпы современных изменений климата беспрецедентны, по крайней мере, со времен позднего плиоцена, то есть 3,6 миллиона лет назад. Таким образом, нынешний быстрый рост продолжительности светового дня можно объяснить прежде всего влиянием человека, – говорит Бенедикт Соя, профессор космической геодезии в ETH Zurich. – Ожидается, что к концу XXI века изменение климата повлияет на продолжительность дня еще сильнее, чем на лунную орбиту. Хотя эти изменения длятся всего несколько миллисекунд, они могут вызвать проблемы во многих областях, например, в точной космической навигации, которая требует точной информации о вращении Земли».
