Путешествие к ядру Земли для понимания климата

Новое доказательство доминирующей роли человека в изменении климата Земли получено не из наблюдений за океаном, атмосферой или поверхностью планеты, а из глубины её расплавленного ядра.

Учёные давно знают, что продолжительность земных суток — время полного оборота Земли — колеблется вокруг 24-часового среднего. В течение года длина дня меняется примерно на 1 миллисекунду, увеличиваясь зимой и сокращаясь летом. Эти сезонные изменения вызваны обменом энергией между твёрдой Землёй и движением атмосферы и океана. Однако существуют и более длительные колебания продолжительности суток, от межгодовых до многодесятилетних. Например, мода с периодом 65–80 лет изменяла длину дня примерно на 4 миллисекунды в начале XX века. Эти долгосрочные колебания слишком велики, чтобы их можно было объяснить процессами в атмосфере и океане. Они связаны с течением жидкого железа во внешнем ядре Земли, где генерируется магнитное поле планеты. Это течение, взаимодействуя с мантией, влияет на вращение Земли.

Более ранние исследования также выявили связь между многолетними вариациями длины дня и колебаниями долгосрочной глобальной средней температуры поверхности воздуха до 0,2 °C. Чтобы изучить взаимосвязь между вращением Земли, движением ядра и температурой поверхности, исследователи NASA и французских институтов сопоставили данные модели течений в ядре и наблюдений за длиной суток с двумя рядами данных о глобальной температуре (с 1880 и 1860 гг.). Поскольку общая температура складывается из естественной составляющей и влияния человека, с помощью климатических моделей учёные вычли антропогенный компонент из наблюдаемых записей.

Исследователи обнаружили, что нескорректированные данные по температуре сильно коррелировали с движением ядра и длиной суток примерно до 1930 года, после чего началось существенное расхождение: температура продолжала расти без соответствующих изменений в ядре или вращении Земли. Это расхождение совпадает с документированным трендом глобального потепления, который связывают с выбросами парниковых газов. Однако скорректированная (очищенная от антропогенного влияния) температурная запись сохраняла сильную корреляцию с обоими геофизическими параметрами на протяжении всех 160 лет наблюдений.

«Наше исследование показывает, что изменения температуры атмосферы соответствуют изменениям длины земных суток, если удалить значительный эффект потепления из-за деятельности человека», — заявила ведущий автор Жан Дики. Она отметила, что человеческое влияние на климат за последние 80 лет маскирует естественный баланс между вращением Земли, моментом импульса ядра и температурой поверхности.

Механизм этой связи до конца не ясен. Одна из гипотез предполагает, что движения ядра могут влиять на магнитный щит Земли, изменяя потоки космических лучей, которые, как предполагается, воздействуют на образование облаков. Это, в свою очередь, влияет на количество солнечной энергии, отражаемой или поглощаемой планетой. Дики подчеркнула, что, хотя твёрдая Земля и играет определённую роль в климате, её влияние несопоставимо с гораздо более сильным эффектом антропогенных парниковых газов.