چگونه زلزله شیلی، طول شبانه‌روز را کوتاه کرد

ریچارد گروس، متخصص ژئوفیزیک در جی.پی.ال ناسا اعلام کرد: «زلزله 8.8 ریشتری احتمالا محور زمین را به اندازه 2.7 هزارم ثانیه قوسی معادل 7.6 سانتی‌متر جابه‌جا کرده و طول شبانه‌روز را به اندازه 1.26 میکروثانیه کوتاه‌تر کرده است.

به گزارش نیوساینتیست، گروس از همین مدل برای تخمین جابه‌جایی حاصل از زلزله سوماترا در دسامبر 2004 / آذر 1382 که منجر به سونامی اقیانوس هند شد، استفاده کرد. این زلزله با شدت 9.1 ریشتر، محور زمین را به اندازه 2.3 هزارم ثانیه قوسی جابه‌جا و طول شبانه‌روز را 6.8 میکروثانیه کوتاه کرد.

وی ادامه داد: «زلزله شیلی در عرض‌های جغرافیایی میانی زمین قرار داشت که این موضوع، باعث شد زلزله با وجود داشتن شدت کمتر، محور زمین را بیشتر جابه‌جا کند. به علاوه خطایی که باعث شد زلزله شیلی با زاویه تندتری به داخل زمین نفوذ کند ، آن را در جابه جایی جرم تواناتر کرد».

چگونه محور زمین جابجا می‌شود؟
اما چرا وقوع زلزله، شبانه‌روز را کند می‌کند؟ پاسخ این پرسش در یکی از اصول فیزیکی به نام بقای تکانه زاویه‌ای نهفته است. وقتی جسمی در حال دوران نسبت به نقطه‌ای خاص است، مفهومی به نام اندازه‌حرکت زاویه‌ای یا تکانه زاویه‌ای پدید می‌آید که کمیتی برداری است و مقدار آن از حاصل‌ضرب جرم، فاصله جسم از مرکز و سرعت حرکت جسم به دست می‌آید. وقتی در انرژی سیستم اختلالی ایجاد نشود، تکانه زاویه‌ای ثابت می‌ماند؛ یعنی هم جهت بردار آن ثابت می‌ماند و هم مقدار آن.

ساده‌ترین شاهد مثال آن، ورزشکار پاتیناژ است که وقتی با دست و پای باز و کاملا کشیده شروع به دوران می‌کند، سرعت دوران کمی دارد؛ اما وقتی دست و پا را جمع می‌کند و کاملا به بدنش می‌چسباند، سرعت دورانش به شدت افزایش پیدا می‌کند.

مثال دیگر، دوران زمین به دور خورشید است. در بهار و تابستان، زمین از خورشید دورتر است و به همین دلیل، هر فصل 93 روز طول می‌کشد. درحالی‌که در پاییز و بخصوص زمستان، زمین به خورشید نزدیک‌تر است و از این رو فصل پاییز 90 روز و فصل زمستان، 89 روز طول می‌کشد.

در مورد زمین هم ماجرا به همین شکل است. محور دوران زمین به‌دور خودش، با محور دوران زمین به دور خورشید، 23.45 درجه اختلاف دارد؛ اما وقتی زلزله‌ای اتفاق می‌افتد، پوسته‌های زمین جابجا می‌شوند و جرم و فاصله‌شان از محور دوران زمین اندکی تغییر می‌کند. اما از آن‌جا که این اتفاق، درونی است و از بیرون نیرویی اعمال نشده، تکانه زاویه‌ای باید ثابت بماند. به همین دلیل، سرعت دوران و جهت بردار زمین اندکی تغییر می‌کند. از سوی دیگر، زمین کره یکنواختی نیست و به همین دلیل، زمین‌لرزه یکسانی در نواحی مختلف، تغییرات متفاوت و غیرقابل  پیش‌بینی به همراه دارد.