Планета, которая может положить конец жизни на Земле
09 марта 2023 16:07
В Солнечной системе 8 планет. Но что было бы, будь ещё одна?
Фото NASA/JPL/ASU.
Новый эксперимент демонстрирует всю хрупкость нашей Солнечной системы.
Всего одна планета, двигающаяся по орбите между Марсом и Юпитером, может вытолкнуть Землю из Солнечной системы и уничтожить на ней жизнь.
К такому выводу пришёл астрофизик Калифорнийского университета в Риверсайде Стивен Кейн. Он, впрочем, объяснил, что его эксперимент был направлен не на устрашение, а на устранение двух заметных пробелов в науках о планетах.
Как известно, Солнечная система очень неоднородна. Есть маленькие скалистые планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Также есть газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон, как известно, из рядов планет исключили.
Самая большая планета земной группы — это наша Земля. В то же время самый маленький газовый гигант — Нептун — в четыре раза больше и в 17 раз массивнее Земли.
А между ними нет ничего «среднего».
«В других звёздных системах есть много планет с массами в этом промежутке. Мы называем их суперземлями», — пояснил Кейн.
Ещё одна «сложность»: физический разрыв в орбитах. Между Марсом и Юпитером полным-полно не занятой ни одной планетой «жилплощади».
Изучение этих пробелов помогает учёным понять, как устроена наша Солнечная система (СС) и как эволюционировала планета Земля.
Кейн создал компьютерную модель, которая показывала, как менялось бы строение СС, появись между Марсом и Юпитером планеты с разными массами.
Учёный наблюдал, какое влияние такое внедрение дополнительной планеты оказало бы на орбиты всех других планет.
В большинстве случаев развитие событий было катастрофическим для Солнечной системы.
«Эта вымышленная планета даёт толчок Юпитеру, которого достаточно, чтобы дестабилизировать всё остальное, — рассказал Кейн. — Несмотря на то, что многие астрономы мечтали об этой дополнительной планете, хорошо, что у нас её нет».
Юпитер намного больше, чем все остальные планеты вместе взятые. Этот гигант в 318 раз массивнее Земли, поэтому и его гравитационное влияние на все планеты вокруг очень велико.
Если бы суперземля в нашей Солнечной системе, или пролетающая мимо нас звезда, или любой другой небесный объект достаточной массы хоть немного потревожили бы Юпитер, все остальные планеты сильно пострадали бы.
Планеты начали бы двигаться словно шары после удара бильярдиста.
В зависимости от массы и точного местоположения гипотетической суперземли её присутствие может в конечном итоге выбросить из Солнечной системы Меркурий и Венеру, а также и нашу Землю.
Также суперземля изменит траекторию движения Земли вокруг Солнца, сделав наш мир гораздо менее пригодным для жизни. Если и вовсе не покончит с жизнью на планете.
Кейн попробовал уменьшить массу планеты и поместить её прямо между Марсом и Юпитером. В этом случае девятая планета оставалась на стабильной орбите в течение длительного периода времени. Но стоит ей совершить малейшие движения в любом направлении и «дело пойдёт плохо», сказал учёный.
Исследование имеет значение для поиска жизни в других планетных системах. Хотя подобные Юпитеру газовые гиганты, находящиеся далеко от своих звёзд, встречаются только в 10% случаев, их присутствие может определять, будут ли соседние земли или суперземли иметь стабильные орбиты.
Результаты исследования, которые были опубликованы в издании Planetary Science Journal, вернули Кейну уважение к тонкому порядку, который удерживает планеты вместе вокруг Солнца.
«Солнечная система настроена более точно, чем я думал раньше. Всё работает как замысловатые часовые механизмы. Добавьте в смесь больше механизмов, и всё сломается», — подытожил Кейн.
наука космос планета жизнь Земля Солнечная система новости
«Дрожит, ходит ходуном». Земля резко ускорилась по воле загадочного фактора
https://ria.ru/20210904/zemlya-1748423432.html
«Дрожит, ходит ходуном». Земля резко ускорилась по воле загадочного фактора
«Дрожит, ходит ходуном». Земля резко ускорилась по воле загадочного фактора — РИА Новости, 06.09.2021
«Дрожит, ходит ходуном». Земля резко ускорилась по воле загадочного фактора
Наша планета в последние годы все быстрее вращается вокруг оси. Если так пойдет и дальше, человечество сделает беспрецедентный в истории шаг — отнимет от… РИА Новости, 06.09.2021
2021-09-04T08:00
2021-09-04T08:00
2021-09-06T16:08
наука
астрономия
москва
космос — риа наука
потсдам
земля — риа наука
государственный астрономический институт имени штернберга
планеты
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.
img.ria.ru/images/07e5/09/01/1748179895_0:131:2500:1537_1920x0_80_0_0_09ce82a9598a4c7388c1961cfc2062d5.jpg
МОСКВА, 4 сен — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Наша планета в последние годы все быстрее вращается вокруг оси. Если так пойдет и дальше, человечество сделает беспрецедентный в истории шаг — отнимет от всемирного времени одну секунду. Как объяснить ускорение Земли и чего ждать в дальнейшем — в материале РИА Новости.Зачем придумали атомные часыДавно известно: Земля крутится вокруг оси с разной скоростью. Еще в середине XVIII века Иммануил Кант предположил, что на это влияют лунно-солнечные приливы. В наши дни с развитием точных методов измерений его гипотеза подтвердилась. Сейчас средствами GPS, ГЛОНАСС, радиотелескопами со сверхдлинными базами (радиоинтерферометрами) скорость вращения измеряют с точностью до долей миллисекунд.Как выяснилось, со времен Канта планета действительно немного замедлялась. Эти изменения астрономы выражают через продолжительность суток (LOD), которая увеличивается примерно на 1,2 миллисекунды в столетие.
В сутках — 86 400 секунд. А эталоном секунды с 1967-го служат показания атомных часов, которые, в отличие от планеты, идут с постоянной скоростью. Когда разница становится критической, всемирное координированное время (UTC) раз в несколько лет в конце декабря или июня подправляют, вводя добавочную секунду. Последний раз это делали в конце 2016-го. Отнимать же еще никогда не приходилось.Куда убегает секунда»С 1962 года скорость вращения Земли тщательно изучают, сравнивают показания атомных часов TAI со шкалой UT1, определяемой по положению звезд, квазаров, космических аппаратов. С 2016-го LOD пошла вниз, сутки укоротились с этих пор на три миллисекунды», — рассказывает доктор физико-математических наук Леонид Зотов, старший научный сотрудник ГАИШ МГУ и доцент НИУ ВШЭ.Вроде бы отклонение ничтожно мало. Но представьте, что вы на экваторе и собираетесь запускать ракету в цель. Скорость вращения планеты в этом месте — округленно 460 метров в секунду. Если не скорректировать координаты в соответствии с новыми данными, ошибка в миллисекунду составит порядка 46 сантиметров на поверхности, а это уже критично.
Знание скорости и положения оси вращения необходимы для гражданской и военной высокоточной навигации. Измерения со всего мира сводит Международная служба вращения Земли и систем отсчета с центром данных в Парижской обсерватории.Cейчас время, измеряемое по вращению Земли, начало обгонять атомное. Раньше секунда UTC была короче секунды вращения Земли UT1 и шкала атомного времени как-бы уходила вперед, что требовало введения добавочной секунды, притормаживавшей первые “часы”. Сейчас же две шкалы практически сравнялись. Нынешние 365 оборотов Земли грозят стать рекордно короткими за 60 лет наблюдений. Если планета продолжит ускоряться, то в 2026-м разница приблизится к критической — в 0,9 секунды. Хранители времени будут вынуждены впервые в истории убавить время на секунду.Земля как балеринаУченые разбираются, почему Земля вдруг заторопилась, но это не так-то легко. Множество факторов влияет на скорость вращения, она постоянно колеблется, подчиняясь различным циклам.В частности, в 18,6-летнем цикле наша планета то сжимается по экватору, то расширяется.
Это следствие гравитационного воздействия Луны. Изменение фигуры отражается на скорости вращения. Планета — как балерина: чем плотнее прижимаем руки, тем быстрее крутимся. Есть и более краткосрочные приливные колебания.»На это накладываются сезонные изменения, когда Земля в течение года то крутится быстрее, то замедляется под воздействием воздушных масс», — продолжает ученый.Атмосфера меняет вращательный момент планеты. Когда усиливаются западные ветра, она чуть тормозит. В среднем самые длинные сутки — 1 мая и 7 декабря, а самые короткие — 4 августа. Кроме того, в этот процесс раз в несколько лет вмешивается тихоокеанское явление Эль-Ниньо.Фактор температурыАстрономы реконструировали скорость вращения Земли с 1850-х годов. Данные не очень точные, но вместе с современными они позволяют увидеть на более чем полуторавековом интервале некоторые паттерны. Особенно интересны 60-, 20- и 10-летние циклы замедления и ускорения, называемые декадными. Их пока не вполне удается объяснить.Декадные циклы не связаны с атмосферой и океаном, объясняет Леонид Зотов.
По его мнению, 20-летний цикл, вероятно, обусловлен лунной прецессией — перемещением орбиты нашего естественного спутника, а 60-летний — процессами в недрах планеты.»Например, на границе ядра и мантии появится плюм или вращение ядра чуть отстанет от вращения мантии. Но мы с поверхности не видим, что происходит в недрах, только по косвенным данным можем судить», — поясняет исследователь.Если влияние оболочек Земли на ее вращение вполне закономерно, то синхронизация с колебаниями глобальной температуры — загадка. Замечено, что во время потеплений Земля ускоряется. Так было в 1930-е годы и происходит сейчас. Немного притормозив в 70-е и 90-е, планета пошла набирать обороты в наше время. Как связаны изменения климата и скорость вращения, пока не ясно.»Температура возросла на 0,2 градуса, и одновременно Земля закрутилась быстрее, а это энергетически гораздо более затратный процесс. Изменение на миллисекунду — условно миллионы землетрясений», — подчеркивает Зотов.Возможно, какой-то фактор сказывается на глобальной температуре и скорости вращения.
Не исключено, что свою роль играют приливные силы Юпитера и Сатурна. «Они очень далеко, но совсем со счетов их сбрасывать нельзя», — уточняет ученый.Таинственная связь трех процессовУже практически доказано, что глобальное потепление изменяет дрейф оси вращения Земли. Точка пересечения ее с поверхностью в Северном полушарии указывает на географический Северный полюс.Ось сама по себе постоянно немного бегает туда-сюда где-то в районе Северного Ледовитого океана. Однако, как подсчитали недавно китайские ученые, в середине 1990-х дрейф резко сменил направление, и полюс сместился на несколько дециметров к востоку. Авторы работы полагают — это следствие ускоренного таяния ледников и перераспределения массы воды по поверхности планеты.Но смещение оси не должно влиять на скорость вращения, по крайней мере, в теории. Реальность же может оказаться более сложной, считает Зотов.»Наша планета — живая. На ней есть океаны, атмосфера, к ней поступает тепло. В течение года мы то ближе к Солнцу, то дальше, идет смена сезонов, из недр идет поток энергии.
Это все вместе делает Землю не безжизненной глыбой, а дышащей, — рассуждает ученый. — На ней все время что-то происходит с разной периодичностью. Ось покачивается и одновременно дрейфует, крутится с пятиметровой амплитудой, есть годовое колебание. Немножко все дрожит, ходит ходуном. Факторов — масса. И есть ритмы, причину которых хочется понять».В недавней статье в журнале «Природа» он обратил внимание на открытое в XIX веке чандлеровское колебание оси вращения Земли. Так называют смещение полюсов на несколько метров туда-сюда каждые 14 месяцев. На него накладывается еще годичное «подрагивание» — вынужденная нутация. «Земля раскачивается как маятник и в то же время немного отклоняется влево-вправо», — объясняет ученый.Каждые сорок лет чандлеровское колебание то усиливается, то ослабевает и ось Земли покачивается синхронно. В статье, принятой сейчас в международный журнал, это показал как раз Леонид Зотов: «Сейчас эпоха затухания чандлеровского колебания. Дрейф оси усилился — она выписывает завихрения, делает загибы».
В 2020-м сошлись три явления: максимумы глобальной температуры и скорости вращения Земли, а также практически полное затухание чандлеровского колебания. Как все это связано, предстоит выяснить. Возможно, зацепка в недрах Земли или в Северной Атлантике, которая сильно влияет на чандлеровское колебание, а также на глобальную температуру, определяя погоду в Европе от Атлантики до Крыма.»Видно, что есть какое-то сходство у этих процессов, но надо быть аккуратными в выводах. Я думаю, Земля начнет тормозить. Тогда, возможно, Многолетнее Атлантическое колебание будет спадать и температура пойдет вниз», — полагает исследователь.Сейчас Леонид Зотов участвует в конкурсе по прогнозированию параметров вращения Земли, организованном Потсдамским центром наук о Земле и Институтом космических исследований в Варшаве. В течение года специалисты со всего мира будут соревноваться в точности прогнозов. В то, что мы увидим, как вычитают секунду, ученый не верит. По его мнению, Земля умерит прыть и вернется в привычный ритм.
https://ria.ru/20190613/1555493880.html
https://ria.ru/20190129/1550035242.html
https://ria.ru/20210228/arktika-1599152226.html
москва
потсдам
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2021
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.
img.ria.ru/images/07e5/09/01/1748179895_139:0:2362:1667_1920x0_80_0_0_9e3c57b8b32c305b52907269a2a80f12.jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
астрономия, москва, космос — риа наука, потсдам, земля — риа наука, государственный астрономический институт имени штернберга, планеты, физика
Наука, Астрономия, Москва, Космос — РИА Наука, Потсдам, Земля — РИА Наука, Государственный астрономический институт имени Штернберга, планеты, Физика
МОСКВА, 4 сен — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Наша планета в последние годы все быстрее вращается вокруг оси. Если так пойдет и дальше, человечество сделает беспрецедентный в истории шаг — отнимет от всемирного времени одну секунду.
Как объяснить ускорение Земли и чего ждать в дальнейшем — в материале РИА Новости.
Зачем придумали атомные часы
Давно известно: Земля крутится вокруг оси с разной скоростью. Еще в середине XVIII века Иммануил Кант предположил, что на это влияют лунно-солнечные приливы. В наши дни с развитием точных методов измерений его гипотеза подтвердилась. Сейчас средствами GPS, ГЛОНАСС, радиотелескопами со сверхдлинными базами (радиоинтерферометрами) скорость вращения измеряют с точностью до долей миллисекунд.
Как выяснилось, со времен Канта планета действительно немного замедлялась. Эти изменения астрономы выражают через продолжительность суток (LOD), которая увеличивается примерно на 1,2 миллисекунды в столетие.
В сутках — 86 400 секунд. А эталоном секунды с 1967-го служат показания атомных часов, которые, в отличие от планеты, идут с постоянной скоростью. Когда разница становится критической, всемирное координированное время (UTC) раз в несколько лет в конце декабря или июня подправляют, вводя добавочную секунду.
Последний раз это делали в конце 2016-го. Отнимать же еще никогда не приходилось.
© Иллюстрация РИА Новости . Depositphotos/edesignuaСутки — это полный оборот планеты вокруг своей оси. Обычно говорят о средних солнечных сутках, в которых 24 часа. Есть звездные сутки, которые немного короче солнечных.
© Иллюстрация РИА Новости . Depositphotos/edesignua
Сутки — это полный оборот планеты вокруг своей оси. Обычно говорят о средних солнечных сутках, в которых 24 часа. Есть звездные сутки, которые немного короче солнечных.
Куда убегает секунда
«С 1962 года скорость вращения Земли тщательно изучают, сравнивают показания атомных часов TAI со шкалой UT1, определяемой по положению звезд, квазаров, космических аппаратов. С 2016-го LOD пошла вниз, сутки укоротились с этих пор на три миллисекунды», — рассказывает доктор физико-математических наук Леонид Зотов, старший научный сотрудник ГАИШ МГУ и доцент НИУ ВШЭ.
Вроде бы отклонение ничтожно мало. Но представьте, что вы на экваторе и собираетесь запускать ракету в цель.
Скорость вращения планеты в этом месте — округленно 460 метров в секунду. Если не скорректировать координаты в соответствии с новыми данными, ошибка в миллисекунду составит порядка 46 сантиметров на поверхности, а это уже критично.
Знание скорости и положения оси вращения необходимы для гражданской и военной высокоточной навигации. Измерения со всего мира сводит Международная служба вращения Земли и систем отсчета с центром данных в Парижской обсерватории.
Разность между шкалами времени вращения Земли UT1 и атомных часов UTC. Когда атомные часы уходят вперед, график идет вниз. Если он приближается к отметке -0.9 сек, вводятся добавочные секунды, скачком переводящие график вверх. Видно, что сейчас из-за ускорения вращения Земли график идет вверх и шкалы практически сравнялись, расхождение UT1-UTC близко к нулю
Разность между шкалами времени вращения Земли UT1 и атомных часов UTC. Когда атомные часы уходят вперед, график идет вниз. Если он приближается к отметке -0.9 сек, вводятся добавочные секунды, скачком переводящие график вверх.
Видно, что сейчас из-за ускорения вращения Земли график идет вверх и шкалы практически сравнялись, расхождение UT1-UTC близко к нулю
Cейчас время, измеряемое по вращению Земли, начало обгонять атомное. Раньше секунда UTC была короче секунды вращения Земли UT1 и шкала атомного времени как-бы уходила вперед, что требовало введения добавочной секунды, притормаживавшей первые “часы”. Сейчас же две шкалы практически сравнялись. Нынешние 365 оборотов Земли грозят стать рекордно короткими за 60 лет наблюдений. Если планета продолжит ускоряться, то в 2026-м разница приблизится к критической — в 0,9 секунды. Хранители времени будут вынуждены впервые в истории убавить время на секунду.
© Фото предоставлено Л. В. ЗотовымДоктор физико-математических наук Леонид Зотов в Парижской обсерватории
© Фото предоставлено Л. В. Зотовым
Доктор физико-математических наук Леонид Зотов в Парижской обсерватории
Земля как балерина
Ученые разбираются, почему Земля вдруг заторопилась, но это не так-то легко.
Множество факторов влияет на скорость вращения, она постоянно колеблется, подчиняясь различным циклам.
В частности, в 18,6-летнем цикле наша планета то сжимается по экватору, то расширяется. Это следствие гравитационного воздействия Луны. Изменение фигуры отражается на скорости вращения. Планета — как балерина: чем плотнее прижимаем руки, тем быстрее крутимся. Есть и более краткосрочные приливные колебания.
«На это накладываются сезонные изменения, когда Земля в течение года то крутится быстрее, то замедляется под воздействием воздушных масс», — продолжает ученый.
Атмосфера меняет вращательный момент планеты. Когда усиливаются западные ветра, она чуть тормозит. В среднем самые длинные сутки — 1 мая и 7 декабря, а самые короткие — 4 августа. Кроме того, в этот процесс раз в несколько лет вмешивается тихоокеанское явление Эль-Ниньо.
Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле
13 июня 2019, 08:00
Фактор температуры
Астрономы реконструировали скорость вращения Земли с 1850-х годов.
Данные не очень точные, но вместе с современными они позволяют увидеть на более чем полуторавековом интервале некоторые паттерны. Особенно интересны 60-, 20- и 10-летние циклы замедления и ускорения, называемые декадными. Их пока не вполне удается объяснить.
Декадные циклы не связаны с атмосферой и океаном, объясняет Леонид Зотов. По его мнению, 20-летний цикл, вероятно, обусловлен лунной прецессией — перемещением орбиты нашего естественного спутника, а 60-летний — процессами в недрах планеты.
«Например, на границе ядра и мантии появится плюм или вращение ядра чуть отстанет от вращения мантии. Но мы с поверхности не видим, что происходит в недрах, только по косвенным данным можем судить», — поясняет исследователь.
Если влияние оболочек Земли на ее вращение вполне закономерно, то синхронизация с колебаниями глобальной температуры — загадка. Замечено, что во время потеплений Земля ускоряется. Так было в 1930-е годы и происходит сейчас. Немного притормозив в 70-е и 90-е, планета пошла набирать обороты в наше время.
Как связаны изменения климата и скорость вращения, пока не ясно.
«Температура возросла на 0,2 градуса, и одновременно Земля закрутилась быстрее, а это энергетически гораздо более затратный процесс. Изменение на миллисекунду — условно миллионы землетрясений», — подчеркивает Зотов.
Возможно, какой-то фактор сказывается на глобальной температуре и скорости вращения. Не исключено, что свою роль играют приливные силы Юпитера и Сатурна. «Они очень далеко, но совсем со счетов их сбрасывать нельзя», — уточняет ученый.
© Л. В. Зотов, К. Бизуар, Природа, 2021Скорость вращения Земли коррелирует с колебаниями глобальной температуры. На графике красная линия показывает температурные аномалии по данным Центра Хэдли Метеобюро Великобритании, для наглядности график перевернут. Черная линия — изменение длительности суток LOD в миллисекундах. Синяя штриховая — линейный тренд.
© Л. В. Зотов, К. Бизуар, Природа, 2021
Скорость вращения Земли коррелирует с колебаниями глобальной температуры.
На графике красная линия показывает температурные аномалии по данным Центра Хэдли Метеобюро Великобритании, для наглядности график перевернут. Черная линия — изменение длительности суток LOD в миллисекундах. Синяя штриховая — линейный тренд.
Таинственная связь трех процессов
Уже практически доказано, что глобальное потепление изменяет дрейф оси вращения Земли. Точка пересечения ее с поверхностью в Северном полушарии указывает на географический Северный полюс.
Ось сама по себе постоянно немного бегает туда-сюда где-то в районе Северного Ледовитого океана. Однако, как подсчитали недавно китайские ученые, в середине 1990-х дрейф резко сменил направление, и полюс сместился на несколько дециметров к востоку. Авторы работы полагают — это следствие ускоренного таяния ледников и перераспределения массы воды по поверхности планеты.
Но смещение оси не должно влиять на скорость вращения, по крайней мере, в теории. Реальность же может оказаться более сложной, считает Зотов.
«Наша планета — живая. На ней есть океаны, атмосфера, к ней поступает тепло. В течение года мы то ближе к Солнцу, то дальше, идет смена сезонов, из недр идет поток энергии. Это все вместе делает Землю не безжизненной глыбой, а дышащей, — рассуждает ученый. — На ней все время что-то происходит с разной периодичностью. Ось покачивается и одновременно дрейфует, крутится с пятиметровой амплитудой, есть годовое колебание. Немножко все дрожит, ходит ходуном. Факторов — масса. И есть ритмы, причину которых хочется понять».
Магнитный полюс Земли стремится в Россию. Что это значит для нас?
29 января 2019, 08:00
В недавней статье в журнале «Природа» он обратил внимание на открытое в XIX веке чандлеровское колебание оси вращения Земли. Так называют смещение полюсов на несколько метров туда-сюда каждые 14 месяцев. На него накладывается еще годичное «подрагивание» — вынужденная нутация. «Земля раскачивается как маятник и в то же время немного отклоняется влево-вправо», — объясняет ученый.
Каждые сорок лет чандлеровское колебание то усиливается, то ослабевает и ось Земли покачивается синхронно. В статье, принятой сейчас в международный журнал, это показал как раз Леонид Зотов: «Сейчас эпоха затухания чандлеровского колебания. Дрейф оси усилился — она выписывает завихрения, делает загибы».
В 2020-м сошлись три явления: максимумы глобальной температуры и скорости вращения Земли, а также практически полное затухание чандлеровского колебания. Как все это связано, предстоит выяснить. Возможно, зацепка в недрах Земли или в Северной Атлантике, которая сильно влияет на чандлеровское колебание, а также на глобальную температуру, определяя погоду в Европе от Атлантики до Крыма.
«Видно, что есть какое-то сходство у этих процессов, но надо быть аккуратными в выводах. Я думаю, Земля начнет тормозить. Тогда, возможно, Многолетнее Атлантическое колебание будет спадать и температура пойдет вниз», — полагает исследователь.
Сейчас Леонид Зотов участвует в конкурсе по прогнозированию параметров вращения Земли, организованном Потсдамским центром наук о Земле и Институтом космических исследований в Варшаве.
В течение года специалисты со всего мира будут соревноваться в точности прогнозов. В то, что мы увидим, как вычитают секунду, ученый не верит. По его мнению, Земля умерит прыть и вернется в привычный ритм.
«Трансформация Арктики идет полным ходом». Почему на севере резко теплеет
28 февраля 2021, 08:00
Планета, которая может положить конец жизни на Земле
Согласно эксперименту Калифорнийского университета в Риверсайде, планета земной группы, парящая между Марсом и Юпитером, сможет вытолкнуть Землю из Солнечной системы и уничтожить жизнь на этой планете.
Сравнение размеров планет. (alexaldo/iStock/Getty)
Астрофизик UCR Стивен Кейн объяснил, что его эксперимент предназначен для устранения двух заметных пробелов в планетарной науке.
Во-первых, это разрыв в нашей Солнечной системе между размерами земных и гигантских газовых планет. Самая большая планета земной группы — Земля, а самый маленький газовый гигант — Нептун, который в четыре раза шире и в 17 раз массивнее Земли.
Между ними нет ничего.
«В других звездных системах есть много планет с массами в этом промежутке. Мы называем их суперземлями», — сказал Кейн.
Другой разрыв находится в расположении относительно Солнца между Марсом и Юпитером. «Планетарные ученые часто хотят, чтобы между этими двумя планетами было что-то среднее. Это похоже на потраченную впустую недвижимость», — сказал он.
Эти пробелы могут дать важные сведения об архитектуре нашей Солнечной системы и эволюции Земли. Чтобы заполнить их, Кейн запустил динамическое компьютерное моделирование планеты между Марсом и Юпитером с разным диапазоном масс, а затем наблюдал влияние на орбиты всех других планет.
Результаты, опубликованные в журнале Planetary Science Journal, оказались в основном катастрофическими для Солнечной системы. «Эта вымышленная планета дает толчок Юпитеру, которого достаточно, чтобы дестабилизировать все остальное», — сказал Кейн. «Несмотря на то, что многие астрономы мечтали об этой дополнительной планете, хорошо, что у нас ее нет».
Представление художника о Kepler-62f, планете размером с Землю, вращающейся вокруг звезды меньшего размера и более холодной, чем Солнце, примерно в 1200 световых годах от Земли. (НАСА Эймс/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/Тим Пайл)
Юпитер намного больше всех остальных планет вместе взятых; его масса в 318 раз больше массы Земли, поэтому его гравитационное влияние велико. Если бы суперземля в нашей Солнечной системе, пролетающая звезда или любой другой небесный объект хоть немного потревожили бы Юпитер, все остальные планеты сильно пострадали бы.
В зависимости от массы и точного местоположения суперземли ее присутствие может в конечном итоге выбросить Меркурий и Венеру, а также Землю из Солнечной системы. Он также может дестабилизировать орбиты Урана и Нептуна, выбросив их в открытый космос.
Суперземля изменит форму орбиты этой Земли, сделав ее гораздо менее пригодной для жизни, чем сегодня, если не полностью покончив с жизнью.
Если Кейн уменьшит массу планеты и поместит ее прямо между Марсом и Юпитером, он увидит, что планета может оставаться стабильной в течение длительного периода времени. Но небольшие движения в любом направлении и «дело пойдет плохо», сказал он.
Исследование имеет значение для способности планет в других солнечных системах принимать жизнь. Хотя подобные Юпитеру планеты, газовые гиганты, находящиеся далеко от своих звезд, встречаются только примерно в 10% случаев, их присутствие может решить, имеют ли соседние Земли или суперземли стабильные орбиты.
Эти результаты вернули Кейну уважение к тонкому порядку, который удерживает планеты вместе вокруг Солнца. «Наша Солнечная система настроена более точно, чем я думал раньше. Все работает как замысловатые часовые механизмы. Добавьте больше передач в смесь, и все сломается», — сказал Кейн.
(Изображение на обложке: NASA/JPL/ASU)
Что другие планеты могут рассказать нам о Земле
Составное изображение показывает Землю с точки зрения космического корабля на орбите вокруг Луны нашей планеты в октябре 2015 года.
Иногда нужно выйти из дома, чтобы понять это. Для планетарного геолога из Стэнфорда Матье Лапота «дом» включает в себя всю Землю.
«Мы смотрим на другие планеты не только для того, чтобы узнать, что там. Это также способ для нас узнать что-то о планете, которая находится у нас под ногами», — сказал Лапотр, доцент геологических наук в Школе наук о Земле, энергетике и окружающей среде (Stanford Earth).
Ученые со времен Галилея пытались понять другие планетарные тела через земную призму. Совсем недавно исследователи признали исследование планет улицей с двусторонним движением. Например, исследования космоса помогли объяснить аспекты климата и физику ядерной зимы. Тем не менее, откровения не проникли в равной степени во все области геолого-геофизических исследований. Попытки объяснить процессы ближе к земле — на поверхности Земли и в ее недрах — только начинают получать пользу от знаний, собранных в космосе.
Теперь, когда телескопы становятся все более мощными, исследования экзопланет становятся все более изощренными, а планетарные миссии дают новые данные, существует потенциал для гораздо более широкого воздействия на науки о Земле, как утверждают Лапотр и соавторы из Университета штата Аризона, Гарвардского университета, Университета Райса, Стэнфорда. и Йельский университет приводят аргументы в журнале Nature Reviews Earth & Environment .
«Множество и разнообразие планетарных тел внутри и за пределами нашей Солнечной системы, — пишут они в статье, опубликованной 2 марта, — может быть ключом к разгадке фундаментальных тайн Земли».
В ближайшие годы изучение этих тел может изменить наши представления о нашем месте во Вселенной.
«Иногда, исследуя другую планету, вы делаете наблюдение, которое бросает вызов вашему пониманию геологических процессов и заставляет вас пересматривать свои модели».
— Матье Лапотр
Инопланетные формы
Наблюдения с Марса уже изменили представление ученых о физике осадочных процессов на Земле.
Один из таких примеров произошел, когда в 2015 году марсоход Curiosity НАСА пересек поле дюн на красной планете.0003
«Мы видели, что там были большие песчаные дюны и маленькие рябь дециметрового масштаба, подобные тем, которые мы видим на Земле, — сказал Лапотр, который работал над миссией в качестве аспиранта Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния. также третий тип гряды или рябь, которого не существует на Земле. Мы не могли объяснить, как и почему такая форма существовала на Марсе».
Странные узоры побудили ученых пересмотреть свои модели и изобрести новые, что в конечном итоге привело к открытию зависимости между размером ряби и плотностью воды или другой жидкости, которая ее создала. «Используя эти модели, разработанные для окружающей среды Марса, мы теперь можем посмотреть на старую скалу на Земле, измерить рябь на ней, а затем сделать выводы о том, насколько холодной или соленой была вода в то время, когда образовалась скала», — сказал Лапотр.
потому что и температура, и соль влияют на плотность жидкости».
Этот подход применим ко всем наукам о Земле. «Иногда при исследовании другой планеты вы делаете наблюдение, которое бросает вызов вашему пониманию геологических процессов и заставляет вас пересматривать свои модели», — объяснил Лапотр.
Рябь, образованная ветром на вершине песчаной дюны в кратере Гейла на Марсе, предлагает аналог для понимания условий, которые создали древние рябь и дюны на Земле. (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Планеты в качестве экспериментов
Другие планетарные тела также могут помочь показать, как часто во Вселенной встречаются тела, подобные Земле, и что именно делает Землю такой отличной от обычной планеты.
«Изучая разнообразие результатов, которые мы наблюдаем на других планетарных телах, и понимая переменные, которые формируют каждую планету, мы можем больше узнать о том, как все могло происходить на Земле в прошлом», — объяснила соавтор Соня Тику-Шанц.
, профессор геофизики Стэнфордского университета Земли, чьи исследования сосредоточены на палеомагнетизме.
В отличие от Земли, Венера имеет в основном твердую крышку, на ее поверхности нет воды и очень сухая атмосфера. (Изображение предоставлено NASA/JPL)
Подумайте, предложила она, как исследования Венеры и Земли помогли ученым лучше понять тектонику плит. «Венера и Земля примерно одинакового размера, и они, вероятно, образовались в довольно схожих условиях», — сказал Тику-Шанц. Но в то время как Земля имеет движущиеся тектонические плиты и обильную воду, Венера имеет в основном твердую крышку, на ее поверхности нет воды и очень сухая атмосфера.
«Время от времени на Венере происходит какое-то катастрофическое разрушение и возрождение большей части мира, — сказал Тику-Шанц, — но мы не видим такой непрерывной устойчивой тектонической среды, которая есть у нас на Земле».
Ученые все больше убеждаются, что вода может объяснить большую часть различий. «Мы знаем, что субдукция тектонических плит приносит воду на Землю», — сказал Тику-Шанц.
«Эта вода помогает смазывать верхнюю мантию и способствует конвекции, которая способствует тектонике плит».
Этот подход — использование планетарных тел в качестве грандиозных экспериментов — может быть применен для ответа на другие вопросы о том, как работает Земля. «Представьте, что вы хотите увидеть, как гравитация может повлиять на определенные процессы», — сказал Лапотр. «Посещение других планет может позволить вам провести эксперимент, в котором вы сможете наблюдать, что происходит с более низкой или более высокой гравитацией — то, что невозможно сделать на Земле».
Парадокс ядра
Исследования по измерению магнетизма в древних горных породах показывают, что магнитное поле Земли было активным не менее 3,5 миллиардов лет. Но охлаждение и кристаллизация внутреннего ядра, которое, по мнению ученых, сегодня поддерживает магнитное поле Земли, началось менее 1,5 миллиарда лет назад. Этот разрыв в 2 миллиарда лет, известный как новый парадокс ядра, заставил исследователей задуматься над тем, как земное динамо могло начаться так рано и сохраняться так долго.
Ответы могут лежать в других мирах.
«В нашем кругу близких соседей — Луне, Марсе, Венере — мы единственная планета с магнитным полем, которое было сильным с самого начала и остается активным сегодня», — сказал Лапотр. Но экзопланеты размером с Юпитер, вращающиеся вокруг своей звезды, были идентифицированы с магнитными полями, и вскоре может быть технически возможно обнаружить подобные поля на меньших, каменистых, похожих на Землю мирах. Такие открытия помогут выяснить, является ли долгоживущая динамо-машина Земли статистической аномалией во Вселенной, запуск которой потребовал каких-то особых обстоятельств.
В конечном счете, загадка происхождения и двигателя земной динамо-машины — это загадка того, что создает и поддерживает условия для жизни. Магнитное поле Земли имеет важное значение для ее обитаемости, защищая ее от опасных солнечных ветров, которые могут лишить планету воды и атмосферы. «Отчасти поэтому Марс — такая сухая пустыня по сравнению с Землей», — сказал Тику-Шанц.
«Марс начал обезвоживаться, когда исчезло его магнитное поле».
Вид силовых линий магнитного поля с ночной стороны при моделировании экзопланеты «горячий Юпитер». Подобные симуляции помогают исследователям лучше понять внутреннюю динамику этих планет и узнать больше о том, как они могли образоваться. Пурпурный цвет указывает на магнитные поля с положительной полярностью, а синий — на поля с отрицательной полярностью. (Изображение предоставлено Тамарой Роджерс, Джесс Врисема, Аризонский университет)
Земля постоянно меняется
Большая часть стремления заглянуть далеко за пределы Земли при попытке расшифровать ее внутреннюю работу связана с беспокойной природой нашей планеты. Во многих моментах своего 4,5-миллиардного существования Земля совсем не походила на сине-зеленый мрамор, которым она является сегодня.
«Мы пытаемся добраться до точки, где мы сможем охарактеризовать планеты, похожие на Землю, и, надеюсь, когда-нибудь найдем жизнь на одной из них», — сказала соавтор Лаура Шефер, планетолог из Стэнфордского университета, изучающая Землю.
экзопланеты. По ее словам, скорее всего, это будет что-то больше похожее на бактерии, чем на инопланетян.
«Просто иметь еще один пример жизни в любом месте было бы потрясающе», — сказал Шефер. Это также помогло бы осветить то, что происходило на Земле в течение миллиардов лет до того, как кислород стал избытком, и через процессы и петли обратной связи, которые остаются непрозрачными, возникла сложная жизнь.
«Нам не хватает информации из разных сред, существовавших на поверхности Земли в тот период времени», — объяснил Шефер. Тектоника плит постоянно перерабатывает горные породы с поверхности, погружая их в огненные недра планеты, в то время как вода, выплескивающаяся в океаны, падающая с дождевых облаков, висящая в воздухе и утекающая в реки и ручьи, имеет тенденцию изменять геохимию горных пород и минералов, которые остаются. возле поверхности.
Сама по себе живость Земли делает ее плохим архивом для свидетельств жизни и ее воздействий. Другие планетарные тела — некоторые из них мертвы и высохли, другие чем-то похожи на древнюю Землю — могут оказаться более подходящими для этой задачи.
Отчасти поэтому ученые были так взволнованы, обнаружив в 2019 году, что образец горной породы, собранный астронавтами Аполлона-14 в 1971 году, на самом деле может содержать минералы, которые вылетели с Земли в виде метеорита миллиарды лет назад. «На Луне нет тектоники плит или водного выветривания», — сказал Лапотр. «Значит, этот кусок камня пролежал нетронутым последние несколько миллиардов лет и ждал, пока мы его найдем».
Безусловно, планетологи не надеются обнаружить в космосе множество древних земных капсул времени. Но продолжающееся исследование других миров в нашей Солнечной системе и за ее пределами может в конечном итоге дать небольшую статистическую выборку планет с жизнью на них — не точных копий земных систем, но, тем не менее, систем, в которых взаимодействие между жизнью и атмосферой может стать более четким.
«Они не будут находиться на той же стадии жизни, что и мы сегодня на Земле, и поэтому мы сможем узнать о том, как планеты и жизнь развиваются вместе», — сказал Шефер.