به گزارش اصفهان زیبا؛ چرخش زمین آن‌قدرها هم منظم نیست؛ حرکت‌های پنهان در مرکز سیاره می‌توانند طول روز را چند میلی‌ثانیه کوتاه‌تر یا بلندتر کنند.
ما معمولاً طول روز را ۲۴ ساعت در نظر می‌گیریم، اما زمین همیشه دقیقاً همین مقدار زمان را برای یک دور چرخش کامل به دور محور خود نیاز ندارد. طول روز گاهی چند میلی‌ثانیه کوتاه‌تر یا بلندتر می‌شود؛ تغییری آن‌قدر کوچک که انسان متوجه آن نمی‌شود، اما ساعت‌های اتمی بسیار دقیق می‌توانند آن را ثبت کنند.
دانشمندان سال‌هاست می‌دانند که عوامل مختلفی روی سرعت چرخش زمین اثر می‌گذارند. جابه‌جایی آب در اقیانوس‌ها، تغییرات جریان‌های جوی، ذوب یخ‌ها، کشش گرانشی ماه و حتی حرکت مواد درون زمین همگی می‌توانند سرعت چرخش سیاره را کمی تغییر دهند.
یکی از بخش‌های ناشناخته، تغییراتی بود که در بازه‌های زمانی چند دهه رخ می‌دهند. پژوهشی جدید نشان می‌دهد بخشی از این تغییرات از اعماق زمین و تعامل میان هسته داخلی و لایه سنگی اطراف آن، یعنی گوشته، ناشی می‌شود.
ساختار زمین و نقش هسته داخلی
برای درک این موضوع باید بدانیم زمین یک توپ سنگی یکپارچه نیست. در مرکز زمین، هسته‌ای فلزی وجود دارد که از دو بخش تشکیل شده است: هسته داخلی جامد و هسته بیرونی مایع. اطراف این بخش‌ها نیز گوشته قرار گرفته که لایه‌ای ضخیم از سنگ‌های بسیار داغ است.
تغییرات چنددهه‌ای طول روز به تعامل هسته داخلی و گوشته مربوط است
لایه‌های زمین با سرعت و شرایط یکسان حرکت نمی‌کنند. هسته داخلی می‌تواند نسبت به بخش‌های دیگر زمین کمی متفاوت حرکت کند و همین تفاوت‌های کوچک روی چرخش کلی سیاره اثر می‌گذارند.
هویفنگ ژانگ، نویسنده اصلی پژوهش و دانشجوی دکتری دانشگاه آلبرتا در کانادا، می‌گوید بررسی این تغییرات به دانشمندان کمک می‌کند اطلاعات بیشتری درباره بخش‌هایی از زمین به دست آورند که امکان مشاهده مستقیم آنها وجود ندارد.
پژوهشگران در مطالعه خود سه سازوکار را بررسی کردند که می‌توانند سرعت چرخش زمین را تغییر دهند:
- برهم‌کنش گرانشی: هسته داخلی و گوشته به دلیل جرم زیادشان نیروی گرانشی متقابل دارند. این نیرو می‌تواند مانند یک «گشتاور» کوچک عمل کند و سرعت چرخش زمین را کمی تغییر دهد.
- برهم‌کنش الکترومغناطیسی: هسته بیرونی زمین سرشار از فلزات مایع رسانا است. حرکت این مواد میدان‌های مغناطیسی ایجاد می‌کند و این میدان‌ها می‌توانند میان هسته و گوشته ارتباط ایجاد کنند.
- برهم‌کنش توپوگرافی: مرز میان هسته و گوشته کاملاً صاف نیست. ناهمواری‌های موجود در این مرز می‌توانند مانند اصطکاک عمل کنند و بر حرکت بخش‌های داخلی زمین اثر بگذارند.
ژانگ و ماتیو دومبری، استاد دانشگاه آلبرتا، مدل‌های آماری مختلفی ساختند و آنها را با داده‌های مربوط به چرخش زمین در شش دهه گذشته مقایسه کردند.
نتایج نشان داد که برهم‌کنش گرانشی میان هسته داخلی و گوشته بیشترین نقش را در تغییرات چنددهه‌ای سرعت چرخش زمین دارد. دو سازوکار دیگر بیشتر نقش تعدیل‌کننده دارند و شدت این تغییرات را کاهش می‌دهند.
به زبان ساده، بخش‌های عمیق زمین مانند چند قطعه بزرگ هستند که کاملاً هماهنگ حرکت نمی‌کنند. همین ناهماهنگی‌های بسیار کوچک می‌توانند روی مدت‌زمان یک روز اثر بگذارند.
تغییرات طول روز چه اندازه است؟
براساس داده‌های رصدی، بین اوایل دهه ۱۹۷۰ تا سال ۲۰۲۱، فرایندهای مرتبط با هسته زمین طول روز را تنها چند میلی‌ثانیه تغییر داده‌اند. این مقدار در زندگی روزمره هیچ اهمیتی ندارد؛ برای مثال، انسان هرگز متوجه چند میلی‌ثانیه تفاوت در طول روز نمی‌شود.
با این حال، همین تغییرات برای سیستم‌هایی مانند ساعت‌های اتمی، شبکه‌های ماهواره‌ای، سامانه‌های موقعیت‌یابی و پژوهش‌های زمین‌شناسی اهمیت دارند.
در مقیاس بلندمدت، روند کلی زمین افزایش طول روزها بوده است. دلیل اصلی این روند، اثرات جزرومدی ماه است که به‌آرامی انرژی چرخشی زمین را کاهش می‌دهد و باعث می‌شود زمین کمی کندتر بچرخد.
پژوهش جدید فقط یکی از بخش‌های معمای پیچیده چرخش زمین را بررسی کرده است. دانشمندان همچنان مطالعه می‌کنند که حرکت هسته داخلی، اقیانوس‌ها، جو و دیگر عوامل چگونه با یکدیگر ترکیب می‌شوند.
ژانگ اکنون بررسی می‌کند که آیا همین سازوکارهای درونی زمین می‌توانند پدیده دیگری به نام نوسان شش‌ساله طول روز را نیز توضیح دهند یا نه.
به گفته پژوهشگران، حتی کوچک‌ترین تغییرات در چرخش زمین می‌توانند پنجره‌ای به سوی اعماق سیاره باز کنند؛ جایی که هزاران کیلومتر زیر پای ما، فرایندهایی در جریان است که هنوز بسیاری از جزئیات آنها برای دانشمندان ناشناخته باقی مانده است.