Основата, на която стоим, не е толкова твърда, колкото изглежда. Няколко фактора причиняват трептенето и трептенето на цялата Земя. Твърдостта и неизменността на земята под краката ни е илюзия, създадена от нашата ограничена гледна точка. Нашата планета се върти по оста си на всеки 23 часа 56 минути и 4 секунди. Той се върти и около Слънцето, Слънчевата система се върти около центъра на Млечния път и галактиката се втурва през Вселената в посока на Големия Атрактор. Скоростите, участващи във всичко това действие, са главозамайващи.
Дори ако всичко това не се вземе предвид, Земята далеч не е стабилна. Някъде под нас огромни парчета скали непрекъснато се разрушават, образувайки долини, изтласквайки планини навън. Сблъскайте се и плъзнете един друг, за да образувате реки и океани. Земята под нас постоянно и винаги се променя, разтяга се и се клати.
В по-голямата си част това е добре. Въпреки това, нашето нарастващо разбиране за тези явления ни позволява да научим повече за вътрешното функциониране на нашата планета. Той е удобен и за всеки, който се опитва да навигира и каца космически кораб. Има седем неща, които карат земята да се движи. - Епур си муве! - каза Галилей. И все пак се обръща.
Под напрежение
Глобусът на бюрото е перфектна сфера, така че се върти плавно около неподвижна ос. Въпреки това Земята не е сфера и масата в нея е неравномерно разпределена и има тенденция да се движи. Следователно както оста, около която се върти планетата, така и полюсите на тази ос се движат. Освен това, тъй като оста на въртене е различна от оста, около която масата е балансирана, Земята се клати, докато се върти.
Това трептене е било предвидено от учените още в ерата на Исак Нютон. И за да бъдем точни, това трептене се състои от няколко.
Промоционално видео:
Едно от най-важните е колебанието на Чандлер, което за първи път е наблюдавано от американския астроном Сет Чандлър-младши през 1891г. Това кара полюсите да се движат на 9 метра и завършва пълен цикъл за 14 месеца.
През целия 20 век учените излагат различни причини, включително промени в съхранението на континентални води, атмосферно налягане, земетресения, взаимодействия на границите на земното ядро и мантия.
Геофизикът Ричард Грос от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА (JPL) в Пасадена, Калифорния, разреши мистерията през 2000 година. Той прилага нови метеорологични и океански модели за наблюдения на колебанията на Чандлер през 1985-1995 г. Брутно изчислено, че две трети от тези колебания са причинени от колебанията на налягането на морското дъно, а една трета от промените в атмосферното налягане.
"Тяхното относително значение се променя с течение на времето," казва Грос, "но в момента тази причина, комбинация от промени в атмосферното и океанското налягане, се счита за основна."
Водата износва камъка
Сезоните са вторият по големина фактор, свързан със колебанието на Земята. Защото те водят до географски промени в дъжд, сняг и влажност.
Учените успяха да определят полюсите, използвайки относителните положения на звездите още през 1899 г., а от 70-те години на миналия век те са подпомагани от спътници. Но дори и да премахнете влиянието на сезонните и чандлеровите колебания, северният и южният полюс на въртене все още се движат спрямо земната кора.
В проучване, публикувано през април 2016 г., Surendra Adikari и Eric Ivins на JPL подчертаха две критични части от пъзела на Земята.
До 2000 г. оста на въртене на Земята се движеше към Канада с два инча годишно. Но след това измерванията показаха, че оста на въртене промени посоката към Британските острови. Някои учени предполагат, че това може да е резултат от загуба на лед поради бързото топене на ледените площи на Гренландия и Антарктида.
Адикари и Ивинс решиха да тестват тази идея. Те сравниха GPS измерванията на полюсни позиции с данни от GRACE, проучване, което използва спътници за измерване на масовите промени на Земята. Те открили, че топенето на леда на Гренландия и Антарктида представлява само две трети от скорошното изместване в посоката на полюсите. Останалото, според учените, трябва да се обясни със загубата на вода на континентите, главно на евразийската сухопътна зона.
Районът страда от изчерпване на водоносните гори и сушата. Въпреки това, в началото обемът на водата, участваща в това, изглежда твърде малък, за да доведе до такива последствия.
Затова учените разгледаха положението на засегнатите райони. „От фундаменталната физика на въртящите се обекти знаем, че движението на полюсите е много чувствително към промените в рамките на 45 градуса ширина“, казва Адикари. Точно там, където Евразия загуби вода.
Това изследване също определи континенталното съхранение на вода като правдоподобно обяснение за друго колебание в въртенето на Земята.
През целия 20 век учените не можаха да разберат защо оста на въртене се измества на всеки 6-14 години, оставяйки 0,5-1,5 метра на изток или на запад от общия си плав. Адикари и Ивинс установили, че от 2002 до 2015 г. сухите години в Евразия съответстват на люлеенето на изток, а влажните години на движенията на запад.
„Намерихме идеалното съвпадение“, казва Адикари. "Това е първият път, когато някой успешно идентифицира перфектното съответствие между междугодишното полярно движение и глобалната междугодишна суша-влажност."
Техногенно въздействие
Движенията на водата и леда са причинени от комбинация от естествени процеси и човешки действия. Но има и други ефекти, които влияят на колебанието на земята.
През 2009 г. Феликс Ландерер, също от JPL, изчисли, че ако нивата на въглероден диоксид се удвоят от 2000 до 2100 г., океаните ще се затоплят и разширяват, така че Северният полюс да се придвижва с 1,5 сантиметра годишно към Аляска и Хаваи за следващия век. …
По същия начин през 2007 г. Landerer моделира ефектите от затоплянето в океана, причинени от същото увеличение на налягането и циркулацията от въглероден диоксид на океанското дъно. Той откри, че тези промени могат да изместят масата на по-високи географски ширини и да съкратят деня с около 0,1 милисекунди.
земетресение
Не само големи обеми вода и лед влияят върху въртенето на Земята, докато се движи. Изместването на скалите също има този ефект, ако те са достатъчно големи.
Земетресенията се случват, когато тектонските плочи, които изграждат земната повърхност, изведнъж започват да се „втриват“, докато минават покрай тях. Това също може да допринесе. Брут измерва мощно земетресение с магнитуд 8,8, което удари чилийския бряг през 2010 г. В едно все още непубликувано проучване той изчисли, че движението на плочите измества оста на Земята спрямо баланса на масата с около 8 сантиметра.
Но това се основава само на оценката на модела. Оттогава Грос и други се опитват да наблюдават действителните промени в въртенето на Земята от данните за земетресението от GPS сателити.
Досега това е неуспешно, защото е доста трудно да се премахнат всички други фактори, които влияят върху въртенето на Земята. „Моделите не са перфектни и има много шум, маскиращ малки сигнали за земетресение“, казва Грос.
Движението на маси, което се случва, когато тектонските плочи преминават наблизо, също влияят на продължителността на деня. Брут изчисли, че земетресението с магнитуд 9,1, което удари Япония през 2011 г., съкрати продължителността на деня с 1,8 микросекунди.
Трепереща земя
Когато настъпи земетресение, той залязва сеизмични вълни, които носят енергия през недрата на земята.
Има два вида от тях. "P-вълните" няколко пъти компресират и разширяват материала, през който преминават; вибрациите пътуват в същата посока като вълната. По-бавните "S-вълни" скалят скалите отстрани, а вибрациите са под прав ъгъл спрямо посоката им на движение.
Интензивните бури също могат да създадат слаби сеизмични вълни, подобни на тези, които причиняват земетресения. Тези вълни се наричат микросеизми. Доскоро учените не можеха да определят източника на S-вълни в микросеизмите.
В проучване, публикувано през август 2016 г., Kiwamu Nishida от Токиоския университет и Ryota Takagi от университета в Tohoku съобщават, че използват мрежа от 202 детектора в Южна Япония за проследяване на P- и S-вълни. Те проследиха произхода на вълните до голяма северноатлантическа буря, наречена "метеорологична бомба": при тази буря атмосферното налягане в центъра пада необичайно бързо.
Проследяването на микросеизмите по този начин ще помогне на изследователите да разберат по-добре вътрешната структура на Земята.
Влиянието на Луната
Не само земните явления засягат движенията на нашата планета. Последните проучвания показват, че с пълно и новолуние се случват големи земетресения. Може би това е така, защото Слънцето, Луната и Земята са подравнени, като по този начин се увеличава гравитационната сила, действаща върху планетата.
В проучване, публикувано през септември 2016 г., Сатоши Ида от Университета в Токио и неговите колеги анализираха приливи на стрес в продължение на две седмици преди големи земетресения през последните двадесет години. От 12-те най-големи земетресения с магнитуд 8,2 или повече, девет са станали по време на пълнолуние или новолуние. За малки земетресения такава кореспонденция не е открита.
Ида заключи, че допълнителното гравитационно влияние, което се случва в тези моменти, може да увеличи ефекта на силите върху тектонските плочи. Тези промени трябва да са малки, но ако плочите вече са под напрежение, допълнителната сила може да е достатъчна, за да предизвика големи счупвания в скалите.
Въпреки това много учени са скептично настроени към откритията на Айда, тъй като той е изучавал само 12 земетресения.
Треперещо слънце
Още по-противоречива е идеята, че вибрациите, които възникват дълбоко в Слънцето, могат да обяснят редица треперещи явления на Земята.
Когато газовете се движат вътре в слънцето, те пораждат два различни вида вълни. Тези, които се раждат в процеса на промяна на налягането, се наричат p-режими, а тези, които се образуват, когато плътният материал се всмуква от гравитацията, се наричат g-режими.
P-режимът отнема няколко минути, за да завърши пълен вибрационен цикъл; g-mod отнема от десет минути до няколко часа. Това количество време се нарича "период" на мода.
През 1995 г. екип, ръководен от Дейвид Томсън от Университета на Queen в Кингстън, Канада, анализира моделите на слънчевия вятър - потокът от заредени частици, които се излъчват от слънцето - от 1992 г. до 1994 г. Те забелязали трептения, които имали същите периоди като p- и g-режимите, което предполага, че слънчевите вибрации са свързани по някакъв начин със слънчевия вятър.
През 2007 г. Томсън отново съобщава, че необяснимите колебания на напрежението в подводни кабели за комунални услуги, сеизмични измервания на Земята и дори прекъсвания на телефонни разговори имат честотни схеми, съответстващи на вълните в Слънцето.
Въпреки това, учените смятат, че твърденията на Томсън имат неясна основа. Според симулациите тези слънчеви вибрации, особено g-режимите, трябва да са толкова слаби по времето, когато достигнат повърхността на Слънцето, че не биха могли да повлияят по никакъв начин на слънчевия вятър. Дори ако това не е така, тези модели трябва да са унищожени от турбулентността на междупланетната среда много преди да достигнат Земята.
Може би идеята на Томсън е грешна. Но има много други причини, поради които нашата планета се тресе и се люлее.
ИЛЯ КХЕЛ