Почему мы можем ввести 60-часовой рабочий день

Вызванные Луной затопления океанов действуют как тормозные колодки и замедляют вращение Земли. Если бы вращение нашей планеты зависело только от спутника Земли, то сутки уже должны были бы длиться 60 часов. Однако Солнце затормозило вращение Земли примерно на полтора миллиарда лет и тем самым обеспечило сегодняшнюю продолжительность дня в 24 часа.

К такому выводу пришли исследователи из Канады и Франции на основе геологических исследований приливных отложений и с помощью климатических моделей. Глобальное потепление, делают вывод ученые в научном журнале «Science Advances», может усилить это замедление в будущем.

Длина дня когда-то составляла около 19,5 часов

Молодая Земля 4,5 млрд. лет назад вращалась гораздо быстрее, чем сегодня. В то время сутки были значительно короче десяти часов. В то время только что сформировавшаяся Луна вращалась вокруг Земли по гораздо более узкой траектории, и приливы, соответственно, были гораздо сильнее, чем сегодня. Поскольку приливные горы выполняли роль тормоза, вращение Земли неуклонно замедлялось – примерно до двух миллиардов лет назад. 

Как показывают исследования Нормана Мюррея из Университета Торонто (Канада) и его коллег, в то время этот процесс остановился – продолжительность суток оставалась постоянной, около 19,5 часов в течение 1,4 млрд. лет. Лишь затем она стала увеличиваться вплоть до наших дней.

С помощью климатических моделей, которые также используются для прогнозирования нынешнего глобального потепления, исследователи выяснили причину застоя. «Солнечное излучение также вызывает приливы в атмосфере Земли, – поясняет Мюррей. Эти атмосферные приливы, в отличие от лунных, ускоряют вращение Земли, но по сравнению с ними они значительно меньше и поэтому в основном не имеют большого значения». Однако, как показывают исследователи, не всегда.

Явление, подобное детским качелям

Воздушная оболочка Земли может колебаться подобно колоколу. Колебания зависят от температуры атмосферы. Два миллиарда лет назад атмосфера была теплее, чем сейчас, – и произошел «резонанс»: колебания воздушной оболочки внезапно совпали с периодом вращения – а значит, и с приливами, вызванными солнечной радиацией. Резонанс привел к тому, что солнечные приливы стали увеличиваться, и их влияние на вращение Земли стало настолько сильным, что компенсировало замедление, вызванное Луной.

Мюррей сравнивает это явление с детскими качелями: «Если толкнуть ребенка независимо от движения качелей, то качели поднимутся не очень высоко. Однако если толкать в том же ритме, что и качели, т.е. в резонанс, то качели будут подниматься все выше и выше». Точно так же атмосферный резонанс вызывает приливы и отливы солнца».

Длина дня в настоящее время сокращается минимально

Но исследование Мюррея и его коллег не только показывает, почему день на Земле сегодня длится 24 часа. Оно также позволяет заглянуть в будущее Земли. Колебания земной атмосферы сегодня длятся 22,8 часа – так что хотя они и не находятся в резонансе с длиной дня, но и не слишком далеки от нее.

«Однако если глобальное потепление продолжит повышать температуру атмосферы, то эта разница будет увеличиваться», – говорит Мюррей. «В результате влияние Солнца на вращение Земли продолжает уменьшаться – и длина дня увеличивается быстрее, чем это происходило бы без потепления.» Однако такое развитие событий не вызывает тревоги: в настоящее время длина дня уменьшается на 1,7 тысячных долей секунды в столетие – даже значительно большее уменьшение было бы незначительным, если рассматривать его в масштабах человеческого времени.