Մենք սովոր ենք օրը համարել հաստատուն մեծություն՝ ուղիղ 24 ժամ։ Սակայն Երկիրը չի պտտվում իդեալականորեն կայուն արագությամբ։ Օրվա տևողությունը փոխվում է միլիվայրկյաններով, և այժմ գիտնականները առաջարկել են այս տատանումների բացատրությունը՝ դրանք կապելով մոլորակի ներքին միջուկի շարժման և դեֆորմացիայի հետ։

Ալբերտայի համալսարանի ֆիզիկոսների հետազոտությունը, որը սեպտեմբերի 23-ին հրապարակվել է Nature-ում, ցույց է տալիս, որ պինդ ներքին միջուկի պտտման արագության փոքր փոփոխությունները կարող են ստեղծել գրավիտացիոն մոմենտ, որը ազդում է մանտիայի պտույտի վրա և, հետևաբար, օրվա տևողության վրա, հայտնում է Sciencedaily-ը։

Միջուկն ու մանտիան փոխանակվում են պտտման մոմենտով

Երկիրը մեկ միասնական պինդ մարմին չէ, որը պտտվում է որպես մոնոլիտ։ Նրա հեղուկ արտաքին միջուկը և այն շրջապատող մանտիան կարող են պտտվել փոքր-ինչ տարբեր արագություններով։

Մոտ երեք տասնամյակ է, ինչ գիտնականները գիտեն, որ հեղուկ միջուկի պտտման արագությունը փոխվում է տասնամյակների ընթացքում։ Երկրի մագնիսական դաշտի դիտարկումները ցույց են տալիս, որ միջուկը կարող է մի քանի տասնամյակների ընթացքում աստիճանաբար արագանալ, իսկ հետո՝ դանդաղել։

Մինչդեռ մանտիան արձագանքում է հակառակ ուղղությամբ։ Եթե միջուկն արագանում է, մանտիան փոքր-ինչ դանդաղում է։ Երբ միջուկը դանդաղում է, մանտիան արագանում է։

Պատճառը Երկրի ամբողջական անկյունային մոմենտի պահպանման օրենքն է։ Եթե մոլորակի մի մասը ստանում է ավելի մեծ պտտման մոմենտ, մյուսը պետք է փոխհատուցի այդ փոփոխությունը։

Օրվա տևողության համար բավական է մանտիայի պտտման արագության նույնիսկ շատ փոքր փոփոխությունը. այն կարող է փոխել օրվա երկարությունը մի քանի միլիվայրկյանով։

Երկրի ներսում գործում է գրավիտացիոն «արգելակ»

Մինչ այժմ բաց էր մնում հարցը՝ ինչպե՞ս են հենց միջուկն ու մանտիան միմյանց փոխանցում պտտման մոմենտը։

Ալբերտայի համալսարանի ասպիրանտ-ֆիզիկոս Հուիֆեն Չժանն ու պրոֆեսոր Մաթյո Դյումբերին առաջարկում են հնարավոր պատասխաններից մեկը։ Նրանց մոդելի համաձայն՝ կարևոր դեր կարող է խաղալ միջուկի պինդ մասը՝ ներքին միջուկը, որը գտնվում է Երկրի հենց կենտրոնում։

Այն իդեալական գնդաձև չէ։ Այդ պատճառով նրա զանգվածը բաշխված է անհավասարաչափ։ Եթե ներքին միջուկը փոքր-ինչ փոխում է պտտման արագությունը կամ դիրքը, նրա անհամասեռությունները կարող են գրավիտացիոն կերպով փոխազդել մանտիայում զանգվածի բաշխման անհամասեռությունների հետ։

Դրա արդյունքում առաջացող գրավիտացիոն մոմենտը կարող է փոքր-ինչ փոխել մանտիայի պտտման արագությունը։ Եվ դրա հետ միասին փոխվում է նաև օրվա տևողությունը։

Ստացվում է, որ երկրային օրվա փոփոխությունները կարող են կապված լինել ոչ միայն մակերեսի վրա կամ հեղուկ միջուկում տեղի ունեցող գործընթացների, այլև այն բանի հետ, թե ինչ է կատարվում մոլորակի հենց կենտրոնում։

Միջուկի և մանտիայի սահմանին գործում են հակադիր ուժեր

Գրավիտացիոն փոխազդեցությունը Երկրի պտույտի վրա ազդող միակ մեխանիզմը չէ։ Միջուկի և մանտիայի միջև սահմանին գործում է մեկ այլ մոմենտ՝ կապված շփման և էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության հետ։

Այն խոչընդոտում է պտույտի փոփոխություններին և փաստորեն դիմադրում է մոլորակի տարբեր շերտերի միջև մոմենտի փոխանցմանը։

Հետազոտողների կարծիքով՝ օրվա տևողության դիտվող տատանումները կարող են առաջանալ այս մեխանիզմների միջև անընդհատ փոփոխվող հավասարակշռության պատճառով՝ ներքին միջուկի հետ կապված գրավիտացիոն մոմենտի և միջուկ-մանտիա սահմանին գործող մոմենտի միջև։

Խոսքը չափազանց փոքր փոփոխությունների մասին է, սակայն Երկրի պտույտի չափման ժամանակակից մեթոդները թույլ են տալիս դրանք հայտնաբերել։

Ներքին միջուկը պարզվել է ավելի դինամիկ

Աշխատանքը նաև պատկերացում է տալիս այն մասին, թե որքան արագ կարող է փոխվել Երկրի ամենախորը ներքին կառուցվածքը։

Չժանի և Դյումբերիի հաշվարկները ցույց են տալիս, որ ներքին միջուկը ունակ է մածուցիկորեն դեֆորմացվել մոտ տասը տարվա ժամանակային մասշտաբում։ Այլ կերպ ասած՝ թեև այն կազմված է պինդ նյութից, բավական մեծ ժամանակահատվածների ընթացքում դրա ձևը կարող է աստիճանաբար փոխվել ներքին ուժերի ազդեցությամբ։

Սա Երկրի ներքին մասը դարձնում է շատ ավելի դինամիկ, քան կարելի էր ենթադրել՝ պարզապես միջուկը դիտարկելով որպես անշարժ պինդ գունդ։

Օրվա տևողության միլիվայրկյանային փոփոխությունները այս գործընթացների միայն արտաքին հետքն են։ Մոլորակի պտույտի ճշգրիտ չափումը թույլ է տալիս այն օգտագործել որպես յուրօրինակ ցուցիչ, որի միջոցով գիտնականները փորձում են հասկանալ, թե ինչ է տեղի ունենում մեր ոտքերի տակ գրեթե 6400 կիլոմետր խորության վրա։