Содержание
Строительство китайской ГЭС "Три ущелья" увеличило продолжительность дня
Строительство китайской ГЭС "Три ущелья" увеличило продолжительность дня
Долгое время казалось, что самые точные часы в мире находятся у нас под ногами. Наша планета совершает один оборот вокруг своей оси за сутки, которые люди поделили на 24 часа. Мы были уверены, что такой небесный хронометр не может врать. Однако, когда наступила эра точных вычислений, выяснилось, что в нашем мире не бывает двух абсолютно одинаковых дней: они будут либо чуть-чуть длиннее, либо немного короче.
ОСТАНОВИТЕ ПЛАНЕТУ, Я СОЙДУ!
На вращение Земли влияют множество факторов. Первое, что приходит на ум, это гравитационные силы Луны, которые вызывают океанский прилив и отлив. Приливная волна формируется в той части океана, которая обращена к месяцу. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, то “горб” этой приливной волны находился бы точно под Луной, и бежал бы по поверхности Земли с запада на восток. Но, земная твердь вращается под этой “шубой” из воды, кроме того, на приливную волну “набегают” берега материков — так возникает сила трения, которая замедляет вращение планеты. Следовательно, длительность суток увеличивается. Ученые подсчитали, что за столетие день становится длиннее примерно на две тысячных секунды (всего в сутках 86400 секунд). Казалось бы пустяк, но во времена динозавров сутки длились на 30 минут дольше.
Влияют на скорость вращения Земли и природные катаклизмы, такие, как землетрясения. Причем, они могут не только замедлять, но и ускорять бег нашей планеты. Например, геофизик Ричард Гросс из Лаборатории реактивного движения NASA рассчитал, что землетрясение в Японии 2011 года, которое вызвало аварию на атомной электростанции «Фукусима», ускорило вращение Земли на 1,8 миллионных доли секунды.
КАКАЯ НАУКА ЗА ЭТИМ СТОИТ?
— Причины этого явления проще всего объяснить на примере движения фигуриста во время вращения на льду, — говорит Ричард Гросс. — Когда его руки вытянуты в стороны, он вращается относительно медленно. Но стоит фигуристу прижать руки к телу, как масса в руках, приближенная к оси вращения, заставляет спортсмена вращаться быстрее, чтобы сохранить импульс. Тоже самое происходит и во время землетрясений: движения тектонических плит могут перемещать огромные массы немного ближе к центру Земли. Так Япония во время землетрясения 2011 года была перемещена почти на 4 метра, это существенно изменило распределение материи в земной коре, поэтому Земля стала вращаться немного быстрее.
Кстати, тот же самый эффект наблюдается и в системе Луна — Земля. Если гравитационные силы Луны замедляют вращение Земли, то система должна отреагировать на это увеличением расстояния — если продолжить аналогию с фигуристом, то руки его при замедлении вращения начинают выпрямляться в стороны. Экспериментальные подтверждения этой гипотезы были получены астронавтами миссии “Аполлон” во время высадки на Луну. Измерения показали, что Луна удаляется от Земли со скоростью 3,8 сантиметра в год (это примерно соответствует скорости роста ногтей).
МЫ ЗЕМЛЮ ВРАЩАЛИ НАЗАД, ОТТОЛКНУВШИСЬ НОГОЙ ОТ УРАЛА…
С гравитацией Луны и землетрясениями все более ли менее понятно — это невероятно мощные силы природы. Человек по сравнению с ними пылинка, разве он может тягаться с этой мощью? Оказалось, что может. И фраза Высоцкого “Мы Землю вертели назад, оттолкнувшись ногой от Урала…” это не такое уж преувеличение.
Недавно ученые установили, что великие стройки человечества тоже могут оказывать влияние на скорость вращения Земли. Уже помянутый Ричард Гросс из Лаборатории реактивного движения NASA, и его коллега Бенджамин Фонг Чао из Центра космических полетов имени Годдарда NASA подсчитали, как скажется на движении планеты возведение самого циклопического сооружения всех времен и народов — ГЭС “Три ущелья” в Китае.
Плотина гидроэлектростанции на реке Янцзы официально признана крупнейшим сооружением в мире.
— Ее высота составляет 186 метров, а длина более 2300 метров.
— Вес самой плотины 65,5 млн тонн
— Образованное водохранилище удерживает 40 миллиардов кубических метров воды — таким количеством можно наполнить 16 миллионов олимпийских бассейнов.
— “Три ущелья” строились усилиями 40 тысяч рабочих на протяжении 17 лет.
“Когда такая масса концентрируется в одной точке, этого достаточно, чтобы повлиять на вращение Земли, — говорит Бенджамин Фонг Чао, — Расчеты показывают, что при заполнении плотины продолжительность суток может увеличиться на 0,06 микросекунды или 60 миллиардных долей секунды. При этом полюса Земли сместятся на 2 сантиметра.”
Впрочем, в истории известен случай, когда деятельность человека оказывала еще более значимое влияние на небесную механику. Аральское море считалось четвертым по величине озером в мире. Но во времена СССР началось масштабное строительство оросительных систем, которые использовали воду рек, питающих Арал. Море резко начало мелеть и к сегодняшнему дню потеряло 90 процентов своего водного объема. В результате, влияние экологической катастрофы на вращение Земли оказалось в три раза больше эффекта от строительства ГЭС “Три ущелья”.
КАК ЭТО ВЛИЯЕТ НА ОСВОЕНИЕ КОСМОСА?
Казалось бы, ну и что тут такого? Мы, конечно не думаем о секундах свысока, как завещали создатели фильма “Семнадцать мгновений весны”, но тут-то речь идет о миллионных или даже миллиардных долях секунды.
— Кажется, что этими мгновениями можно пренебречь, — Ричард Гросс. — Но в современном высокотехнологичном мире, где время регулярно измеряется миллиардными долями секунды, это имеет огромное значение!
Например, это важно для работы системы спутниковой навигации ГЛОНАСС, она обеспечивает точное позиционирование и в гражданском, и в военном секторе. Для четкой работы надо с высокой точностью знать, как двигаются спутники по орбите относительно Земли.
Кроме того, когда ученые запускают исследовательский аппарат в дальний космос, им нужно с очень высокой точность знать параметры движения Земли, чтобы спустя годы и миллионы километров зонд попал в нужную точку Солнечной системы. Ведь скорость ракеты, выводящей аппарат, складывается со скоростью вращения Земли. Небольшая ошибка и дорогостоящая техника может потеряться в просторах Вселенной.