Група геофізиків з Японського агентства науки і технологій з вивчення морських надр провела розрахунки, які показали зростання магнітного поля Землі під час льодовикового періоду. За словами вчених, це пов’язано з тим, що збільшення полярних шапок прискорює обертання планети. Подробиці з посиланням на статтю в журналі Physical Review Letters наводить видання Американського фізичного товариства Physics.
Дослідники провели чисельне моделювання роботи геодінамо: тобто розрахували рух Землі в цілому, розглянувши її при цьому не як однорідну кулю, а як складний набір вкладених один в одного шарів, частина з яких ще й має магнітні властивості. Незважаючи на безліч спрощень, така модель не дозволяла отримати аналітичне рішення і тому вчені використовували покрокові обчислення, які довелося проводити на суперкомп’ютері протягом двох місяців. У цей час геофізики спочатку спостерігали за стабільним обертанням віртуальної планети, а потім додали в модель варіацію швидкості обертання.
Автори моделі виявили, що слідом за зміною швидкості обертання змінюється і магнітне поле планети, причому амплітуда коливань магнітної індукції на чверть більше амплітуди коливань кутової швидкості. Якщо швидкість зростає на два відсотки, то магнітна індукція збільшується на (0,02*1,25) 2,5 відсотка. Цей ефект раніше передбачався деякими теоретиками, однак показати його на моделі довгий час не вдавалося.
В огляді Physics підкреслюється, що багато інших дослідників звертають увагу на ряд потенційно слабких місць у новій роботі. По-перше, Земля в моделі вчених прискорювала своє обертання на два відсотки, що набагато більше реального ефекту льодовикових періодів. Реальний, а не внесений в модель, ефект прискорення обертання проявляється у скороченні діб всього на одну секунду (1/86400 діб замість 1/50). По-друге, в рівняннях, що описують рух рідкого ядра планети (зовнішнього рідкого шару) фігурував завідомо нереалістичний коефіцієнт в’язкості: це робиться для полегшення розрахунків багатьма групами геофізиків, але коректність подібних спрощень щоразу викликає запитання.
Збільшення швидкості обертання Землі під час льодовикового періоду було передбачене раніше іншими дослідниками і сам по собі цей ефект добре описується в рамках загального курсу фізики: перерозподіл маси тіла, що обертається з екватора до полюсів приводить до зменшення моменту інерції, а закон збереження моменту імпульсу змушує збільшити швидкість обертання для того, щоб сумарний момент імпульсу (момент інерції, помножений на кутову швидкість) залишився незмінним.
Кутова швидкість обертання планети в цілому не дорівнює швидкості обертання кожного її шару. Недавнє моделювання поведінки ядра Землі показало, що внутрішнє і зовнішнє ядро можуть рухатися відносно поверхні в різних напрямках. Цей ефект, як підкреслювали автори моделі, добре узгоджувався з суперечливими даними: за результатами аналізу сейсмічних хвиль ядро обертається повільніше поверхні, а аналіз змін магнітного поля говорив про зворотне.
