Жер айналуының бірқалыпсыздығы

Жердің өз осі бойымен айналуының периоды деп Жердің белгілі бір өзгермейтін бағытқа қатысты бір толық айналуын жасайтын уақыт аралығын айтады. Бұл аралық жұлдыздық тәуліктің ұзақтығына жақын болса да, дәлме-дәл оған тең болмайды, өйткені прецессия салдарынан көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесіне бағыт жыл ішінде шамамен 46’’-қа өзгереді. Бір жұлдыздық тәулік ішінде көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесіне бағыт 46″:366=0″,126-қа өзгереді. Жер мұндай бұрышқа 0^s,008 уақыт ішінде бұрылады, ал көктемгі күн мен түннің теңелу нүктесі батысқа қарай, яғни Жердің айналу бағытына қарсы, ығысатындықтан, Жердің айналу периоды жұлдыздық тәуліктен 0^s,008 көп болып, 23^h56^m04^s,098 орташа күн уақытына тең болады.

Көптеген зерттеулер нәтижесінде Жер айналуының бұрыштық жылдамдығы (демек Жердің өз осі бойымен өзгермейтін бағытқа қатысты айналуының периоды да) тұрақсыз екендігі, яғни Жер айналуы бірқалыпсыз екендігі тағайындалған.

Жер айналу жылдамдығының өзгерістері үш түрге бөлінеді: периодты (немесе квазипериодты), ғасырлық және реттелмеген (секірмелі).

Периодтары бірнеше тәуліктен бірнеше жылға дейінгі аралықта жататын периодты вариациялар атмосфераның бұрыштық моментінің өзгерісімен қоздырылады. Бұл өзгерістердің ең ықтимал себебі – ауа мен су массаларының Жер бетіндегі маусымдық қайта үлестірілуі. Тәулік ішіндегі вариациялар мұхиттердегі тасулармен түсіндіріледі. Ең маңызды (ірі) (екіапталық, айлық, жартыжылдық және жылдық) гармоникалардың амплитудалары 2-3 мс құрайды. Ең қысқа тәулік әдетте шілде мен тамызға, ал ең ұзақ тәулік – науырызға келеді. Бұл Жер айналу жылдамдығының өзгерістері 20 ғасырдың 40-ші жылдары эксперимент жүзінде кварцтық сағат көмегімен табылған еді.

Ғасырлық өзгерістер нәтижесінде Жердің бір айналуының ұзақтығы соңғы 2000 жыл жүрісінде орташа мәнімен алғанда бір ғасыр ішінде 0^s,0023 –қа артып отырды (бақылаулар көрсеткендей, соңғы 250 жыл ішінде бұл арту азайып, бір ғасыр ішінде 0^s,0014-ты құрды). Жер айналу жылдамдығының ғасырлық баяулауы ай мен күн тасуларының тежеуіш әсерімен байланысты.

Жер айналу жылдамдығының секірмелі өзгерістері тәуліктің ұзақтығын бірнеше ай ішінде секундтың мындық бөліктеріне арттыра, немесе азайта алады. Бұл өзгерістердің себебі сенімді түрде әлі анықталмаған деп айтуға болады, бірақ оларды қоздыра алатын процестер ретінде әртүрлі құбылыстар қарастырылады. Олар ішіндегі ең белгілі – квазипериодты түрде пайда болатын айгілі Эль-Ниньо құбылысы (мұхиттың жоғары қабатындағы су температурасының аномаль таралуынан болатын Үнді мен Тынық мұхиттардың экваторлық аймақтар үстіндегі ауа массаларының орның ауыстыруы). Мысалы, 1983 жылы бақыланған Жердің айналу жылдамдығының аномаль жоғары өзгерісі сол уақытта болған күшті Эль-Ниньо құбылысымен байланысты болады.

Реттелмеген өзгерістерге «декадты» вариацияларды да жатқызады. Амплитудасы 4-5 мс-ке, ал периоды 20-30 жылға тең бұл вариациялар Жердің сұйық ядросы мен мантиясы арасындағы шекараның күрделі топографиясына, сондай-ақ олардың магниттік ілінісіне байланысты пайда болатын ядро мен мантияның әсерлесуімен себептеледі деген болжау бар.

19 ғасырдың ортасында Айдың бақыланатын қозғалысының есептеліп шығарылған қозғалыстан тартылыс

1.22 сурет – 1980-2000 жж. аралығындағы тәулік ұзақтығының өзгеруі.

теориясымен түсіндірілмейтін ауытқулар ашылған еді. Сол кездің өзінде – ақ бұл ауытқулар нақты емес және Жердің өз осі бойымен айналуының бірқалыпсыздығымен себептелген болуы мүмкін деген болжау жасалды. Шынымен, Жер айналуы баяулағанда, Ай өз орбитасы бойымен тезірек қозғалатындай көріндеі, ал айналу үделгенде, Айдың қозғалысы тежелген болып көрінеді.

Бұл түсіндіру 20 ғасырда Меркурий мен Шолпанның қозғалысында Айға ұқсас, бір мезгілде болатын және бұл планеталардың орташа қозғалыстарына пропорционал ауытқулар ашылғанда расталды.