Нестабильность вращения Земли

Вращение Земли вокруг своей оси испокон веков используется человеком для измерения времени. В астрономии и геодезии оно лежит в основе введения различных систем координат. Однако при вращении Земли меняется ее скорость, движутся географические полюса, колеблется ось вращения в пространстве. Эта нестабильность искажает координаты небесных и земных объектов. Неравномерность вращения и движение полюсов вызываются процессами, протекающими на планете, и зависят от особенностей строения и физических свойств земных недр.
Астрономические данные. Сомнения в постоянстве скорости суточного вращения Земли возникли после открытия Э. Галлеем в 1695 г. векового ускорения движения Луны. Мысль о вековом замедлении вращения Земли под действием приливного трения была впервые высказана И. Кантом в 1755 г. Во второй половине прошлого столетия были получены свидетельства о нерегулярных флуктуациях скорости вращения планеты и движении географических полюсов. С тех пор за неравномерностью вращения и движением полюсов ведутся регулярные наблюдения.
Скорость вращения Земли можно охарактеризовать отклонением длительности земных суток от эталонных, равных 86400 с. Чем короче земные сутки, тем быстрее вращается Земля. До создания очень точных атомных часов скорость вращения контролировалась благодаря сравнению наблюденных и вычисленных (в соответствии с небесно-механическими теориями) координат планет. Так удалось получить представление об изменении скорости вращения Земли в течение последних трех столетий (рис. 1). С начала XVIII до середины XIX в. скорость вращения Земли менялась мало. Со второй половины XIX в. по настоящее время наблюдаются значительные нерегулярные флуктуации угловой скорости вращения с характерными временами порядка 60-70 лет. Быстрее всего Земля вращалась в 1870 г., когда длительность суток была на 0.003 с короче эталонных, а медленнее всего - в 1903 г. (земные сутки были длиннее эталонных на 0.004 с). С 1903 по 1934 г. происходило ускорение вращения Земли, с конца 30-х годов до 1972 г. наблюдалось замедление, а с 1973 г. по настоящее время Земля ускоряет свое вращение. Колебание угловой скорости вращения Земли, наблюдавшееся в XX в. (с 1903 по 1972 г.) часто называют 60-70-летним. В XIX в. колебание примерно того же периода было зафиксировано с 1845 по 1903 г. В более раннюю эпоху 60-70-летние колебания не прослеживаются. К сожалению, данные XVII-XVIII вв. имеют низкую разрешающую способность, так как тогда интервалы времени между наблюдениями иногда достигали 29 лет.