Fizičari otkrili neverovatan fenomen: Zemljin omotač i jezgro vode nevidljivu bitku koja nam pomera vreme

Za većinu nas, dan ima fiksno i nepromenljivo trajanje. Međutim, naučna stvarnost nam govori nešto sasvim drugačije - dan na Zemlji ne traje tačno 24 sata.

Fizičari su danas u stanju da detektuju mikroskopske fluktuacije, merljive u delovima milisekunde, koje dokazuju da rotacija naše planete nije savršeno stabilna tokom vremena.

Tokom nekoliko decenija, pojedinačni dani se mogu neznatno produžiti ili skratiti usled podzemnih promena, što je fenomen koji već dugo intrigira naučnu zajednicu. Ova vremenska odstupanja rezultat su izuzetno suptilnih i sporih procesa koji se odvijaju hiljadama kilometara ispod površine, unutar složene strukture naše planete.

Najnovije istraživanje, nedavno objavljeno u prestižnom naučnom časopisu Nature, sugeriše da se razlog za ove promene krije upravo u dubinskim kretanjima koja "oživljavaju" jezgro planete. Ova studija nam pruža priliku da shvatimo koliko je naš svet zapravo neverovatno dinamičan, čak i ispod krute površinske kore.

Ravnoteža ugaonog momenta između jezgra i omotača

Naučnici već skoro tri decenije znaju da tečno Zemljino jezgro ne održava stalnu, nepromenljivu brzinu rotacije. Posmatranjem i analizom promena u magnetnom polju, otkriveno je da ovo tečno jezgro može postepeno da ubrzava svoju rotaciju tokom nekoliko decenija, da bi u narednim decenijama ponovo usporilo.

Kao odgovor na ove promene u brzini, Zemljin omotač (mantl) - sloj stena debljine oko 3.000 kilometara koji obuhvata i koru, reaguje tako što se kreće u suprotnom smeru. Dakle, kada Zemljino jezgro ubrzava, omotač neprimetno usporava, i obrnuto.

Ova fascinantna razmena brzina događa se zbog toga što ukupni ugaoni moment Zemlje mora ostati konstantan. Čak su i te beskrajno male promene u brzini rotacije omotača apsolutno dovoljne da promene dužinu jednog dana za nekoliko milisekundi.

Ključna uloga gravitacionog obrtnog momenta

Razumevanje tačnog mehanizma putem kojeg jezgro i omotač razmenjuju ovaj rotacioni impuls predstavljalo je ogroman izazov za naučnike decenijama unazad.

U novoj studiji objavljenoj 23. septembra u časopisu Nature, doktorand fizike Huifeng Džang i profesor Matje Damberi sa Univerziteta u Alberti, predstavili su moguće objašnjenje ovog fenomena. Njihov rad pokazuje kako mikroskopske promene u brzini rotacije unutrašnjeg jezgra (čvrstog regiona u samom centru planete) mogu izazvati ono što naučnici nazivaju "gravitacionim obrtnim momentom".

S obzirom na to da unutrašnje jezgro nema savršeno sferičan oblik, varijacije u njegovom kretanju omogućavaju mu da gravitaciono komunicira sa neravnomernim rasporedom mase u omotaču. Ova suptilna interakcija diskretno menja brzinu rotacije stenovitog omotača, proizvodeći tako neprimetne promene u trajanju naših dana.

Borba suprotstavljenih sila i deformacija jezgra

Mehanizam koji reguliše dužinu dana zapravo je rezultat pedantne ravnoteže, jer se na granici između jezgra i omotača meša još jedna sila. Ova suprotstavljena sila proizvodi trenje i elektromagnetni otpor koji se snažno suprotstavljaju gravitacionom privlačenju. Takav unutrašnji otpor je ključan za ograničavanje veličine fluktuacija, jer sprečava ekstremne skokove i padove u dužini trajanja dana.

Prema rečima istraživača, male vremenske varijacije koje primećujemo proizilaze iz neprimetnih pomeranja u ravnoteži između gravitacionog obrtnog momenta i trenja na granici omotača.

Pored toga što rešava dugogodišnju misteriju o promenama u dužini dana, ovo istraživanje nudi potpuno novu perspektivu o tome šta se dešava duboko u unutrašnjosti Zemlje. Džang i Damberi tvrde da se unutrašnje jezgro očigledno deformiše na viskozan način u vremenskom rasponu od oko 10 godina. Ovaj detalj jasno sugeriše da najdublja unutrašnjost Zemlje može da menja oblik i reaguje na primenjene sile mnogo dinamičnije nego što bi to njen čvrsti sastav na prvi pogled nagoveštavao.