Lód polarny topnieje i zmienia rotację Ziemi. I ma niepokojący wpływ na długość naszego roku

Pewnego dnia, za kilka lat wszyscy na świecie stracą sekundę ze swojego życia. Wyniki nowego badania pokazują, że na to, kiedy to nastąpi, ma wpływ człowiek, ponieważ topniejący lód polarny zmienia rotację Ziemi i sam czas.

Godziny i minuty, które dyktują nam dzień, zależą od obrotu Ziemi. Ale ta rotacja nie jest stała; może się zmieniać w bardzo niewielkim stopniu, w zależności od tego, co dzieje się na powierzchni Ziemi i w jej stopionym jądrze.

Te prawie niezauważalne zmiany czasami oznaczają konieczność przestawienia zegarów na świecie o „sekundę przestępną”, co może wydawać się drobnostką, ale może mieć duży wpływ na systemy komputerowe.

Przez lata dodano mnóstwo sekund. Jednak po długim trendzie spowalniania, obrót Ziemi ostatnio przyspiesza z powodu zmian w jądrze. Po raz pierwszy w historii trzeba będzie sekundę dodać.

Nigdy nie dodano ani nie przetestowano ujemnej sekundy przestępnej, więc problemy, jakie może ona spowodować, są bezprecedensowe – napisała w artykule towarzyszącym badaniu Patrizia Tavella, członkini Departamentu Czasu w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag we Francji.

Jednak z badania opublikowanego w środę w czasopiśmie Nature wynika, że dokładna data tego, kiedy to nastąpi, będzie zależało od globalnego ocieplenia.

Przy obecnym tempie topnienia sekunda przestępna planowana do odjęcia od skoordynowanego czasu uniwersalnego w 2026 r., aby zapewnić dotrzymanie kroku zmianom rotacji Ziemi, nie będzie wymagana wcześniej niż w 2029 r., twierdzi geofizyk Duncan Agnew z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. „Gdyby topnienie lodu polarnego nie przyspieszyło ostatnio, problem ten pojawiłby się 3 lata wcześniej” – pisze Agnew w swojej pracy.

Przesunięcie tego w czasie może nie wydawać się wielkim problemem – w końcu to tylko sekunda – ale globalny pomiar czasu to bardzo precyzyjna i sztywna dziedzina, na której opiera się wiele aplikacji, od komunikacji, przez przetwarzanie sieciowe, po rynki finansowe.

Uniwersalny czas koordynowany, w skrócie UTC, to system oparty na setkach zegarów atomowych, wokół których regulowane są wszystkie pozostałe zegary. Ponieważ rotacja Ziemi nie jest stała, chronometrażysta tak dokładny jak zegar atomowy w końcu będzie działać nieprawidłowo w porównaniu z czasem, jaki trzymamy na Ziemi. Dlatego od czasu do czasu do czasu UTC dodawana jest sekunda przestępna, aby dostosować jej związek z Międzynarodowym czasem atomowym (TAI). Do tej pory nie było potrzeby skracania ujemnej sekundy przestępnej względem czasu UTC, ale w 2022 r. na Ziemi nastąpił najkrótszy dzień w historii, co doprowadziło do spekulacji i planów dotyczących ujemnej sekundy przestępnej w 2026 r.

Od 2016 r. nie potrzebowaliśmy korekty dotyczącej sekundy przestępnej, ale perspektywa ujemnej sekundy przestępnej wzbudziła wśród niektórych ludzi zaniepokojenie wpływem na naszą technologię. Jak zauważa Agnew: „Wiele systemów ma obecnie oprogramowanie, które może zaakceptować dodatkową sekundę, ale niewiele, jeśli w ogóle, pozwala na usunięcie sekundy, zatem oczekuje się, że ujemna sekunda przestępna spowoduje wiele trudności”.

Zmiany w rotacji Ziemi w dłuższej perspektywie są zdominowane przez tarcie pływów o dno oceanu, co spowalnia jej obrót. Agnew twierdzi, że ostatnio znaczącym czynnikiem stał się wpływ topniejącego lodu polarnego. Gdy lód topi się w oceanie, roztopiona woda przemieszcza się z biegunów w kierunku równika, co jeszcze bardziej spowalnia prędkość rotacji Ziemi. Ted Scambos, glacjolog z Uniwersytetu Colorado w Boulder, który nie brał udziału w badaniach, porównuje ten proces do tańca łyżwiarza figurowego, kręcący się z rękami nad głową. Kiedy opuszcza ręce w stronę barków, jego obrót zwalnia.

Topnienie lodu polarnego „było na tyle duże, że zauważalnie wpłynęło na rotację całej Ziemi w sposób bezprecedensowy – stwierdził Agnew. „Dla mnie fakt, że istoty ludzkie spowodowały zmianę rotacji Ziemi, jest w pewnym sensie niesamowity.

Jednak chociaż topnienie lodu może spowalniać obrót Ziemi, według raportu w przypadku globalnego pomiaru czasu istotny jest jeszcze inny czynnik: procesy zachodzące w jądrze Ziemi. Płynne jądro planety wiruje niezależnie od stałej powłoki zewnętrznej. Jeśli rdzeń zwalnia, solidna powłoka przyspiesza, aby utrzymać pęd, powiedział Agnew, i właśnie to się obecnie dzieje.

Niewiele wiadomo na temat tego, co dzieje się około 3000 km pod powierzchnią Ziemi i nie jest jasne, dlaczego zmienia się prędkość jądra. To zasadniczo nieprzewidywalne – powiedział Agnew.

Ekologia.pl (JSz)