Колебание Чандлера

SurmachV

30.10.2025

Время прочтения:

KEY

TAKEAWAYS

Колебание Чандлера (Chandler Wobble)

Чандлеровское колебание (Chandler Wobble) — это изменение скорости вращения Земли вокруг своей оси. Американский астроном Сет Карло Чандлер открыл это колебание в конце XIX века. Точная причина колебания полюсов Земли поставила учёных в тупик, и мало кто из них сходится во мнении относительно её истинной причины, за исключением того факта, что планета не является идеальной сферой.

Измерение колебаний Чандлера

Сет Карло Чандлер (16 сентября 1846 года, Бостон, Массачусетс, США — 31 декабря 1913 года, Уэллсли Хилс, Уэллсли, Массачусетс, США) — американский астроном.

Смещение, вызванное колебанием Чандлера, можно измерить. Представьте себе гигантскую шариковую ручку, пронзившую центр Земли, входящую в Южный полюс и выходящую на Северный. Представьте, что ручка рисует на космической станции, оборудованной блокнотом, прямо над Северным полюсом. Через сутки (один полный оборот Земли вокруг своей оси) шариковая ручка рисует круговую траекторию, а не точку, из-за «колебания» вращения Земли вокруг своей оси. За 14 месяцев ручка рисует спиральную траекторию.

Вращение Земли не всегда идеально совпадает с ее северным и южным полюсами. Напротив, если смотреть из космоса, географические полюса часто вращаются вокруг оси вращения Земли, как волчок. Каждые 6,4 года оси совпадают, и колебания на короткое время исчезают — до тех пор, пока географические полюса не отклоняются от оси вращения и не начинают снова вращаться по спирали.
Это движение называется полярным движением. Эта анимация показывает, как географические северный и южный полюса (обозначенные синим цветом) движутся относительно оси вращения Земли (обозначенной оранжевым цветом).
Теперь новые исследования показывают, что силы, действующие на поверхность Земли в результате полярного движения, могут вызывать землетрясения и извержения вулканов. Согласно новому исследованию, в котором сравниваются изменения в вращении Земли с активностью известного итальянского вулкана, сейсмическая активность и выбросы магмы вблизи итальянской горы Этна увеличивались, когда ось вращения Земли была наиболее удалена от ее географической оси.

Теории о колебаниях земной поверхности

Существуют теории о причинах и следствиях колебания земной поверхности. Некоторые считают, что в этом могут играть роль приливы и жидкая среда недр Земли. Как недавно сообщали другие, были обнаружены некоторые подсказки. Среди последних гипотез – постоянные ветры над океанами, выталкивающие на Землю разное количество воды одновременно, или даже последствия сильного землетрясения. В этой статье обсуждается одна из самых последних теорий, которая объясняет большую часть колебаний изменениями давления в океане.

Оказывают ли колебания Чандлера влияние на людей

Колебание Чандлера на самом деле не оказывает никакого влияния на большинство людей. С ним ежедневно сталкиваются астрономы, использующие наземные телескопы, и пользователи различных навигационных систем. В телескопах колебание влияет на точность наведения на звезды.
Колебание Чандлера также влияет на навигацию по небесным телам, поскольку широта меняется в течение 14 месяцев. Системы глобального позиционирования (GPS) способны компенсировать влияние колебания на навигацию. Однако карты звёздного неба навигаторам всё равно приходится обновлять, чтобы отображать новые точки отсчёта для географических Северного и Южного полюсов. Магнитный Северный полюс, используемый компасом, не затрагивается.

Гипотеза Ричарда Гросса

Учёные были особенно заинтригованы Чандлеровским колебанием, поскольку его причина остаётся загадкой, несмотря на то, что оно наблюдается уже более века. Его период составляет всего около 433 дней, или всего 1,2 года, то есть именно столько времени требуется для одного колебания. На Северном полюсе колебание достигает около 6 метров.
Подсчитано, что Чандлеровское колебание затухнет или сойдёт на нет всего за 68 лет, если только не будет постоянно действовать какая-то сила, усиливающая его.
Но что это за сила или механизм возбуждения?
На протяжении многих лет выдвигались различные гипотезы, такие как атмосферные явления, накопление континентальной воды (изменение снежного покрова, речного стока, уровня озёр или ёмкости водохранилищ), взаимодействие на границе ядра Земли и окружающей мантии, а также землетрясения.
В номере журнала Geophysical Research Letters от 1 августа геофизик из Лаборатории реактивного движения Ричард Гросс сообщает, что основной причиной колебания земной поверхности Чандлера являются колебания давления на дне океана, вызванные изменениями температуры и солёности, а также ветровыми изменениями в циркуляции океанов.
Он определил это, применив численные модели океанов, которые лишь недавно стали доступны благодаря работам других исследователей, к данным о колебании земной поверхности Чандлера, полученным в период с 1985 по 1995 год. Гросс подсчитал, что две трети колебания земной поверхности Чандлера вызваны изменениями давления на дне океана, а оставшаяся треть — колебаниями атмосферного давления. Он утверждает, что влияние атмосферных ветров и океанических течений на колебание земной поверхности было незначительным.
Гросс связывает широкое распространение данных, лежащих в основе его расчётов, с созданием в 1988 году Международной службы вращения Земли, базирующейся в Париже, Франция. Он пишет, что благодаря своим различным подразделениям служба обеспечивает проведение междисциплинарных исследований, которые привели к разгадке тайны чандлеровского колебания. Исследования Гросса были поддержаны Управлением наук о Земле НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия.

Поделитесь с друзьями