Сутки на Земле не равны ровно 24 часам: причина может скрываться в глубинах планеты

Большинство из нас привыкло считать, что сутки всегда длятся ровно 24 часа. В действительности вращение Земли не является идеально постоянным.

Разница кроется в миллисекундах, но физики способны её зафиксировать. Со временем одни сутки становятся чуть короче, другие — чуть длительнее, в зависимости от тонких изменений в глубинах планеты.

Ядро и мантия Земли обмениваются моментом импульса

Примерно три десятилетия учёным известно, что жидкое ядро Земли вращается не всегда с одинаковой скоростью. Изменения магнитного поля планеты показали, что жидкое ядро может постепенно ускоряться на протяжении нескольких десятилетий, а затем замедляться в последующие десятилетия.

В то же время мантия — каменистый слой толщиной около 3000 километров, включающий земную кору, — реагирует в противоположном направлении. Когда ядро ускоряется, мантия слегка замедляется. Когда ядро замедляется, мантия ускоряется.

Такой обмен происходит потому, что суммарный момент импульса Земли должен оставаться постоянным.

Даже очень малые изменения во вращении мантии способны изменить продолжительность суток на несколько миллисекунд.

Скрытое гравитационное притяжение внутри Земли

Учёные долго не могли точно объяснить, как именно ядро и мантия обмениваются этим вращательным моментом.

В новом исследовании, опубликованном 23 сентября в журнале Nature, аспирант-физик Университета Альберты Хуэйфэн Чжан и профессор Матьё Дамберри предлагают возможный ответ.

Их работа показывает, что небольшие изменения скорости вращения внутреннего ядра Земли — твёрдой области в центре планеты — могут создавать то, что учёные называют «гравитационным крутящим моментом». Поскольку внутреннее ядро не является идеально сферическим, изменения в его движении могут гравитационно взаимодействовать с неравномерным распределением массы в мантии.

Это взаимодействие способно слегка изменять скорость вращения мантии, вызывая небольшие изменения продолжительности суток.

Конкурирующие силы управляют вращением Земли

На границе между ядром и мантией действует ещё одна сила.

Известная как крутящий момент на границе ядра и мантии, она создаёт трение и электромагнитное сопротивление, противодействующие гравитационному притяжению. Это сопротивление помогает ограничивать масштаб изменений продолжительности суток.

По мнению исследователей, наблюдаемые небольшие колебания продолжительности суток возникают из-за тонких сдвигов в балансе между гравитационным крутящим моментом и крутящим моментом на границе ядра и мантии.

Внутреннее ядро Земли может быть динамичнее, чем предполагалось

Помимо объяснения давней загадки об изменении продолжительности суток, результаты дают новое представление о том, что происходит в глубинах планеты.

Чжан и Дамберри утверждают, что внутреннее ядро, по-видимому, «вязко деформируется» на временном масштабе около 10 лет. Это говорит о том, что самые глубокие недра Земли могут менять форму и реагировать на силы гораздо динамичнее, чем можно было бы предположить, исходя из их твёрдого состава.

Источники:

Материалы предоставлены Nature. Оригинальный текст написан Джеффом Макмастером.

Huifeng Zhang, Mathieu Dumberry. Gravitational torque drives multidecadal variations in length of day. Nature, 2026; DOI: 10.1038/s41586-026-10999-2