पृथ्वीच्या खोल आतल्या भागातील गुरुत्वाकर्षणाची ओढाताण दिवसाची लांबी बदलत आहे

पृथ्वीचे फिरणे परिपूर्ण तालबद्ध नाही

पृथ्वीचे फिरणे निसर्गातील सर्वात विश्वासार्ह लय वाटते, परंतु ते पूर्णपणे स्थिर नाही. शास्त्रज्ञ दशकांपासून दिवसाच्या लांबीतील लहान बदल नोंदवत आहेत, आणि ते बदल काही मिलिसेकंदांइतके सूक्ष्म असू शकतात. बहुतेक लोकांना ते कधीच जाणवणार नाहीत, तरीही संशोधकांना त्यांची खूप काळजी आहे कारण ही मोजमापे घड्याळाच्या कंपनापेक्षा खूप मोठ्या गोष्टीकडे निर्देश करतात: ग्रहाच्या फिरण्याचा वेग बदलत आहे.

अनेक आच्छादित कारणे आधीच ज्ञात आहेत. वातावरण आणि महासागरांतील बदल फिरण्यास वेगवान किंवा हळू करू शकतात. मोठे भूकंप ग्रहाभोवती वस्तुमान हलवू शकतात. खंडांवरील बर्फ वितळल्याने महासागरांमध्ये प्रचंड प्रमाणात पाणी जाते, ही आणखी एक प्रक्रिया जी वजन पुनर्वितरित करू शकते. हे घटक काही अधिक अचानक आणि अलीकडील बदल स्पष्ट करण्यास मदत करतात, परंतु ते अनेक दशकांच्या कालावधीत दिसणार्‍या सर्व भिन्नतेचे स्पष्टीकरण देत नाहीत.

आवरणापेक्षा खोल पाहणे

त्या अस्पष्ट भिन्नतेपैकी काही पृष्ठभागाच्या खूप खालून येत असल्याचे दिसते. पृथ्वीच्या खडकाळ आवरणाखाली बाह्य गाभा आहे, सुमारे १,४०० मैल जाडीचा थर अत्यंत गरम द्रव धातूपासून बनलेला आहे जो सतत हलत असतो. जेव्हा ते प्रवाह बदलतात, तेव्हा ते उर्वरित ग्रह किती वेगाने फिरतो यावर सूक्ष्मपणे परिणाम करू शकतात.

अडचण ही होती की त्या प्रभावाचा प्रवास एका थरातून दुसऱ्या थरात कसा होतो हे स्पष्ट करणे. गाभा आणि आवरण यांतील घर्षण हे एकट्याने हे काम करण्यासाठी खूप कमजोर आहे, म्हणून भूशास्त्रज्ञ ग्रहाच्या आत इतर यंत्रणा शोधत आहेत. या आठवड्यात निसर्गात प्रकाशित झालेल्या एका नवीन अभ्यासानुसार त्यांना अशा एक लपलेली जोड सापडली असावी.

गुरुत्वाकर्षण आणि प्रतिकार यांतील स्पर्धा

संशोधकांचे म्हणणे आहे की अंतर्गत गाभ्यातील गुरुत्वाकर्षण फिरण्याला एका दिशेने खेचते तर गाभा आणि आवरण यांतील इतर परस्परक्रिया विरुद्ध दिशेने ढकलतात. दशकांमध्ये, ही स्पर्धा पृथ्वीच्या फिरण्यात लहान गतीवर्धन आणि मंदन निर्माण करू शकते. ही कल्पना या वस्तुस्थितीवर अवलंबून आहे की अंतर्गत गाभा उर्वरित ग्रहाच्या समान दराने फिरत नाही, ज्यामुळे तो आवरणातील काही वस्तुमान अनियमिततांशी किंचित विसंगत राहतो.

तथापि, गुरुत्वाकर्षण संतुलन पुनर्संचयित करण्यासाठी कार्य करते. अल्बर्टा विद्यापीठातील भू-भौतिकशास्त्रज्ञ मॅथ्यू डंबेरी, जे अभ्यासात सहभागी होते, यांनी एका प्रसिद्धीपत्रकात सांगितले की गाभा मूलत: संरेखित व्हायचा आहे. दुसऱ्या शब्दांत, गुरुत्वाकर्षण पृथ्वीच्या अंतर्भागातील थरांना अधिक सुसंवादी व्यवस्थेकडे परत खेचण्याचा प्रयत्न करते. ती ओढ, कितीही सूक्ष्म असली तरी, ग्रहाच्या पृष्ठभागाच्या फिरण्यावर परिणाम करू शकते.

१९६४ ते २०१९ पर्यंत फिरण्याची पुनर्रचना

या गृहीतकाचे मूल्यांकन करण्यासाठी, लेखकांनी १९६४ ते २०१९ दरम्यान या परस्परक्रियेने पृथ्वीच्या फिरण्यावर कसा प्रभाव टाकला असावा याची पुनर्रचना केली. त्यांनी अंतर्गत गाभ्याच्या फिरण्याच्या भूकंपीय अंदाजांवर आणि बाह्य गाभ्यातील द्रव धातू प्रवाहांच्या प्रतिकृतींवर अवलंबून राहिले. या संयोजनामुळे त्यांना खोल थरांमधील गुरुत्वाकर्षण जोडणी फिरण्यातील काही निरीक्षित बदल स्पष्ट करू शकते का हे तपासता आले.

जे समोर येते ते एकच नाट्यमय घटना नसून हळूहळू जमा होणे आहे. अनेक वर्षांमध्ये पुनरावृत्ती होणारे लहान ढकलणे आणि खेचणे दिवसाच्या लांबीत शोधण्यायोग्य बदलांपर्यंत पोहोचू शकतात. हा अभ्यास असा दावा करत नाही की ही यंत्रणा प्रत्येक भिन्नता स्पष्ट करते. त्याऐवजी, ती पृथ्वी प्रणालीच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये कार्यरत असलेल्या प्रभावांच्या वाढत्या यादीत एक संभाव्य प्रक्रिया जोडते.

मिलिसेकंद का महत्त्वाचे आहेत

दिवसाच्या लांबीत काही मिलिसेकंदांचा फरक क्षुल्लक वाटू शकतो. परंतु फिरण्याची अचूक मोजमापे शास्त्रज्ञांना ग्रहाच्या अंतर्भागात डोकावण्याची संधी देतात. फिरण्याचा वेग बदलत आहे ही वस्तुस्थिती स्वतःच महत्त्वाची आहे, आणि ती स्पष्ट करण्याच्या शोधातून पृथ्वीचे किती थर जोडलेले आहेत हे उघड झाले आहे.

वातावरण, महासागर, भूकंप, वितळणारे बर्फ, बाह्य गाभ्यातील प्रवाह आणि अंतर्गत गाभ्यातील गुरुत्वाकर्षण हे सर्व एकाच जोडलेल्या प्रणालीचे भाग आहेत. प्रत्येक स्वतःच्या कालमापनावर कार्य करते, आणि प्रत्येक ग्रहाच्या फिरण्यात एक अस्पष्ट स्वाक्षरी सोडू शकते. त्या स्वाक्षऱ्या उलगडल्याने संशोधकांना कोणत्या क्षणी कोणती शक्ती प्रबळ आहे आणि ऊर्जा व वस्तुमान पृथ्वीतून कसे हलते हे समजण्यास मदत होते.

दिवस घडवणाऱ्या अनेक शक्ती

नवीन प्रस्ताव पृथ्वीला घन, स्थिर चेंडूऐवजी गतिमान, स्तरित जग म्हणून पाहण्याच्या व्यापक चित्रात बसतो. ज्ञात आणि संशयित योगदानकर्त्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• वातावरणीय आणि महासागरीय चढउतार: हवा आणि पाण्याच्या अभिसरणातील बदल ग्रहाचे फिरणे किंचित वेगवान किंवा हळू करू शकतात.
• मोठे भूकंप: या घटना पृथ्वीच्या आत वस्तुमान पुनर्वितरित करू शकतात, फिरण्यात लहान पण मोजण्यायोग्य बदल करू शकतात.
• खंडांवरील बर्फ वितळणे: महासागरांमध्ये जोडलेले पाणी वस्तुमानाचे वितरण बदलते आणि फिरण्यावर परिणाम करू शकते.
• बाह्य गाभ्यातील प्रवाह: द्रव धातू थरातील हालचाल उर्वरित ग्रहाचा फिरण्याचा वेग बदलू शकते.
• अंतर्गत गाभ्यातील गुरुत्वाकर्षण: अंतर्गत गाभा आणि आवरणातील अनियमितता यांतील गुरुत्वाकर्षण ओढ दीर्घकालीन ढकलणे-खेचणे निर्माण करू शकते जे दिवसाच्या लांबीवर परिणाम करते.

या यंत्रणा वेगळ्या पद्धतीने कार्य करत नाहीत. एका प्रदेशातील बदल दुसऱ्यामध्ये पसरू शकतो, आणि परिणामी फिरण्यातील बदल अनेक सूक्ष्म परिणामांची बेरीज असतात.

अभ्यास काय ठरवतो आणि काय ठरवत नाही

संशोधकांचा विश्वास आहे की त्यांनी पृथ्वीच्या फिरण्यातील एक लपलेले दाते ओळखले आहे, संपूर्ण घड्याळ यंत्रणा नाही. खोल अंतर्भागातून पृष्ठभागावर शक्ती कशा प्रसारित होतात हे रहस्यच राहिले आहे, आणि गाभा व आवरण यांतील कमजोर घर्षण एकट्याने ते स्पष्ट करू शकले नाही. नवीन कार्य गुरुत्वाकर्षणाला संभाव्य प्रसारण पट्टा म्हणून प्रस्तावित करते, ज्यामध्ये अंतर्गत गाभ्याचे आवरणातील अनियमिततांकडे आकर्षण आवश्यक जोडणी पुरवते.

हा शोध महत्त्वाचा आहे कारण तो हजारो मैलांवर कार्यरत असलेल्या प्रक्रियांना जोडतो. तो शास्त्रज्ञांना दिवसाच्या लांबीतील दशक-स्तरीय बदलांबद्दल विचार करण्याचा नवीन मार्ग देखील देतो. त्याच वेळी, अभ्यास वातावरण, महासागर, भूकंप किंवा बर्फ वितळण्याच्या भूमिका दूर करत नाही. त्या शक्ती स्पष्टीकरणाचा भाग राहतात, विशेषतः अधिक वेगवान बदलांसाठी.

सध्या, पृथ्वीचे दिवस अशा सूक्ष्म अंशांनी बदलत राहतील जे कोणालाही जाणवणार नाहीत. परंतु ते मिलिसेकंद ग्रहाच्या खोल आतल्या भागातील गुरुत्वाकर्षण संघर्षाबद्दल माहिती देतात, एक हळू स्पर्धा जी प्रत्येक दिवसाची लांबी घडवण्यास मदत करते.

हा लेख वायर्डच्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.