Новые исследования, в которых использовался искусственный интеллект для мониторинга влияния изменения климата на вращение Земли, показали, что наши дни становятся все длиннее и что в будущем наша планета станет более шаткой. Эти изменения могут иметь серьезные последствия для будущего человечества.
Продолжительность земных дней и ориентация нашей планеты выходят из равновесия, поскольку антропогенное изменение климата постоянно меняет вращение Земли.
Первоначально эти изменения будут для нас незаметны, но они могут иметь серьезные побочные эффекты, в том числе вынудят нас ввести отрицательные дополнительные секунды, помешать космическим путешествиям и изменить внутреннее ядро нашей планеты, предупреждают исследователи.
День на Земле длится около 86 400 секунд. Но точное время, необходимое нашей планете для совершения одного оборота, может ежегодно сдвигаться на крошечные доли миллисекунд из-за ряда факторов, таких как движение тектонических плит, изменения во вращении внутреннего ядра и гравитационное притяжение Луны.
Однако изменение климата, вызванное деятельностью человека, является еще одним фактором, который может изменить продолжительность наших дней, и ученые только начинают понимать, насколько сильно это повлияет на вращение нашей планеты в ближайшие годы.
За последние несколько десятилетий темпы таяния льда в полярных регионах Земли, особенно в Гренландии и Антарктиде, быстро росли из-за глобального потепления, что привело к повышению уровня моря. Большая часть этой лишней воды скапливается вблизи экватора, в результате чего наша планета слегка выпячивается посередине. Это, в свою очередь, замедляет вращение планеты, поскольку больший вес распределяется дальше от центра планеты — подобно тому, как вращающиеся фигуристы замедляются, отводя руки от тела.
В новом исследовании, опубликованном 15 июля в журнале PNAS, исследователи использовали передовую программу искусственного интеллекта, которая объединяет данные реального мира с законами физики, чтобы предсказать, как вращение планеты будет меняться с течением времени.
Результаты подтверждают аналогичное исследование, опубликованное в марте, которое предполагает, что в будущем дни на Земле станут длиннее. Однако новая программа предложила гораздо более точные оценки того, как дни будут удлиняться с течением времени.
Та же исследовательская группа, стоящая за новой статьей, также опубликовала еще одно исследование, опубликованное 12 июля в журнале Nature Geoscience, которое показало, что увеличение количества воды вблизи экватора смещает ось вращения Земли. Из-за этого магнитные полюса с каждым годом отклоняются все дальше от оси.
Ранее ученые обнаружили, что этот эффект, вероятно, наблюдался, по крайней мере, в течение последних трех десятилетий. Однако новое исследование предполагает, что ось сдвинется даже дальше от своего нынешнего положения, чем предсказывали предыдущие исследования.
«Мы, оказываем большее влияние на нашу планету, чем думаем», — заявил Бенедикт Соя, геодезист из ETH Zurich в Швейцарии, который был соавтором обоих новых исследований. «И это, естественно, возлагает на нас большую ответственность за будущее нашей планеты».
Замедление вращения
Продолжительность земных дней всегда была различной. Около 1 миллиарда лет назад нашей планете, вероятно, требовалось всего 19 часов, чтобы совершить один оборот, а затем замедлилось до 24 часов, которые мы наблюдаем сегодня.
Например, в 2020 году Земля вращалась быстрее, чем когда-либо с момента начала рекордов в 1960 году. В 2021 году вращение планеты снова начало замедляться, хотя в июне 2022 года у нас был самый короткий за всю историю зарегистрированный день.
Но в целом вращение Земли замедлялось на протяжении тысячелетий, в основном из-за процесса, известного как лунное приливное трение, при котором гравитационное воздействие Луны на наши океаны оттягивает воду от полюсов. На данный момент этот эффект удлиняет наши дни примерно на 2,3 миллисекунды каждое столетие.
Новые исследования показывают, что изменение климата в настоящее время удлиняет наши дни примерно на 1,3 миллисекунды каждое столетие. Однако, основываясь на текущих моделях глобальной температуры, исследователи предсказывают, что к концу 21 века эта скорость может увеличиться до 2,6 миллисекунды в столетие, что сделает изменение климата самым большим влиянием на вращение нашей планеты.
Потенциальные воздействия
Одним из наиболее вероятных последствий более длинных дней будет необходимость введения отрицательных дополнительных секунд — когда мы иногда теряем секунду в некоторых будущих днях, чтобы приспособиться к удлинению дней, аналогично тому, как работают високосные годы.
Мартовское исследование предполагает, что это, возможно, должно начать происходить уже в 2029 году, главным образом для того, чтобы учесть, насколько удлинились дни за последние несколько тысячелетий.
В прошлом ученые предполагали, что это введение может испортить хронометраж компьютеров и смартфонов. Однако не все убеждены, что это станет серьезной проблемой.
«Даже если вращение Земли меняется очень медленно, этот эффект необходимо учитывать при навигации в космосе — например, при отправке космического зонда на посадку на другую планету», — сказал Соджа. Поэтому важно внимательно следить за этими изменениями, добавил он.
Команда также предупредила, что изменения оси вращения Земли могут изменить вращение внутреннего ядра Земли, что может еще больше увеличить скорость удлинения дней. Однако это потенциальное взаимодействие до сих пор в значительной степени неизвестно.