Elképesztő felfedezés: a Föld mélyén rejtőző erő befolyásolja napjaink hosszát

A tudósok azonosítottak egy rejtett erőt a Föld mélyén, amely évtizedek óta változtatja napjaink hosszát. Az új tanulmány szerint a bolygó szilárd belső magja és sziklás köpenye közötti gravitációs vonzás megváltoztathatja a bolygónk forgási sebességét, néhány milliszekundummal hosszabbá vagy rövidebbé téve a napokat. Bár a változások túl kicsik ahhoz, hogy mi észrevegyük, rendkívül fontos szerepet játszanak a GPS-navigáció és a globális időmérés szempontjából.

Észre sem vesszük, de változik a napok hossza a Föld magjának mozgásai miatt

Az Albertai Egyetem kutatói 1964 és 2019 közötti feljegyzéseket elemeztek, hogy kiderítsék, mi okozza ezeket az apró változásokat. A Föld belső magja, egy forró, sűrű gömb, amely többnyire vasból és nikkelből áll - azonban nem tökéletesen gömb alakú, így forgás közben gravitációs vonzása kölcsönhatásba lép a köpenyben lévő egyenetlen tömegkoncentrációkkal. Mindez egy csavaró erőt hoz létre, amelyet gravitációs nyomatéknak neveznek, és amely kissé felgyorsíthatja vagy lelassíthatja a köpenyt, megváltoztatva azt az időt, amely alatt a Föld egy teljes fordulatot tesz.

A kutatók ezt a gravitációs kölcsönhatást a Föld forgási sebességének nagyjából 70 éves ciklikus változásaival kötik össze. Az eredmények arra is rávilágítottak, hogy bolygónk szilárd belső magja az évek során lassan képes deformálódni: anyaga szilárd marad ugyan, de fokozatosan enged a rá ható erőknek.

Ez a rugalmasság kulcsfontosságúnak bizonyult a számítások ellenőrzésekor. Ha ugyanis a belső magot teljesen merevnek tételezték fel, a modell nem egyezett a valós adatokkal; amikor viszont számításba vették a mag alakváltozását, az előrejelzések sokkal pontosabban vágtak egybe a napok hosszában megfigyelt ingadozásokkal. A szakemberek legjobb becslése szerint ez a szerkezeti alkalmazkodás nagyjából 8-10 év alatt megy végbe, bár a lehetséges időtartam a modellek alapján tágabb skálán, 2-től egészen 31 évig terjedhet.

Többet megtudtak a tudósok arról, hogy pontosan mi zajlik talpunk alatt több kilométerrel

Új tanulmányukban az Albertai Egyetem fizikusai, Huifeng Zhang és Mathieu Dumberry a belső mag forgását vizsgálták. A földrengéshullámok adatait és a külső mag mágneses tere alapján modellezett mozgását vetették össze a napok hosszának változásaival, miután kiszűrték a légkör, az óceánok és a Hold fékező hatását.

A modellek közül a gravitációs kölcsönhatás mutatta a legpontosabb egyezést a mért adatokkal, ami arra utal, hogy ez a mag forgásának fő mozgatórugója. A számítások emellett egy eddig közvetlenül nem vizsgált, nagyjából 2,9 km vastag, vasban gazdag, elektromosan vezető réteg jelenlétére utalnak a köpeny alján. Végül az eredmények melegebb, kémiailag elkülönülő anyagterületek jelenlétét, valamint egy könnyen deformálódó köpenyásvány létezését is alátámasztják, ami hozzájárulhat a Föld mélyében zajló folyamatok pontosabb modellezéséhez.

A kutatók azonban óvatosságra intettek, hogy a nagyjából 70 éves mintázatot még nem szabad megbízhatóan ismétlődő ciklusként kezelni.

- írták a szerzők.

Következtetéseik a belső mag forgására és a külső, folyékony mag áramlására vonatkozó modellek pontosságától is függenek. Bizonyos numerikus becslések ugyanis akár 30 százalékkal is módosultak a különböző áramlási modellek alkalmazásakor. A tanulmány ugyanakkor nem ad teljes magyarázatot a nappalok hosszának azon rövidebb, 10-30 éves ciklusú ingadozásaira, amelyeket vélhetően inkább a mag és a köpeny határán fellépő erők alakítanak.

A szerzők szerint a fennmaradó bizonytalanságok feloldásához még pontosabb modellekre van szükség. Eredményeik mindenesetre rávilágítanak arra, miként árulhatnak el a Föld felszínén mért apró változások értékes információkat a mélyben zajló mozgásokról, valamint az ottani rétegek összetételéről és fizikai viselkedéséről - írta a Daily Mail.