Zemlja se okreće brže, naučnici pojasnili šta to znači

Prema podacima Međunarodne službe za Zemljinu rotaciju i referentne sisteme te Američkog pomorskog opservatorija, koje je sastavio timeanddate.com , 10. jula bio je najkraći dan u godini do sada, trajao je 1,36 milisekundi kraće od 24 sata. Iznimno kratki dani dolaze 22. jula i 5. augusta, a trenutno se predviđa da će biti 1,34 odnosno 1,25 milisekundi kraći od 24 sata.

Duljina dana je vrijeme potrebno planetu da se okrene oko svoje osi - u prosjeku 24 sata ili 86 400 sekundi. No, u stvarnosti, svaka rotacija je malo nepravilna zbog raznih faktora, poput gravitacijske sile Mjeseca, sezonskih promjena u atmosferi i utjecaja Zemljine tekuće jezgre. Kao rezultat toga, puna rotacija obično traje nešto manje ili nešto više od 86 400 sekundi - odstupanje od samo nekoliko milisekundi koje nema nikakav očiti utjecaj na svakodnevni život.

Međutim, ta odstupanja dugoročno mogu utjecati na računala, satelite i telekomunikacije, zbog čega se čak i najmanja vremenska odstupanja prate pomoću atomskih satova, koji su uvedeni 1955. godine. Neki stručnjaci vjeruju da bi to moglo dovesti do scenarija sličnog problemu Y2K, koji je prijetio zaustaviti modernu civilizaciju.

Atomski satovi broje oscilacije atoma koji se nalaze u vakuumskoj komori unutar samog sata kako bi izračunali 24 sata s najvećim stepenom preciznosti. Dobiveno vrijeme nazivamo UTC ili Koordinirano univerzalno vrijeme, koje se temelji na oko 450 atomskih satova i globalni je standard za mjerenje vremena, kao i vrijeme na koje su postavljeni svi naši telefoni i računala.

Astronomi također prate Zemljinu rotaciju - koristeći satelite koji provjeravaju položaj planeta u odnosu na fiksne zvijezde, na primjer - i mogu otkriti sitne razlike između vremena atomskih satova i vremena koje je Zemlji zapravo potrebno da završi punu rotaciju. Prošle godine, 5. jula 2024., Zemlja je doživjela najkraći dan ikad zabilježen od pojave atomskog sata prije 65 godina, s 1,66 milisekundi manje od 24 sata.

"Od 1972. godine bilježimo trend nešto bržih dana", rekao je Duncan Agnew, profesor emeritus geofizike na Oceanografskom institutu Scripps i istraživački geofizičar na Kalifornijskom univerzitetu u San Diegu. "Ali postoje fluktuacije. To je zapravo kao promatranje berze. Postoje dugoročni trendovi, a zatim postoje vrhovi i padovi".

Godine 1972., nakon decenija relativno spore rotacije, Zemljina rotacija je akumulirala takvo kašnjenje u odnosu na atomsko vrijeme da je Međunarodna služba za Zemljinu rotaciju i referentne sisteme naložila dodavanje "prijestupne sekunde" UTC-u. To je slično prijestupnoj godini, koja dodaje dodatni dan februaru svake četiri godine kako bi se objasnila razlika između gregorijanskog kalendara i vremena potrebnog Zemlji da završi jednu orbitu oko Sunca.

Od 1972. godine, UTC-u je dodano ukupno 27 prijestupnih sekundi , ali se stopa dodavanja sve više usporavala zbog ubrzanja Zemlje; devet prijestupnih sekundi dodano je tokom 1970-ih, dok od 2016. nije dodana nijedna nova prijestupna sekunda.

Godine 2022., Opća konferencija za mjere (CGPM) glasala je za ukidanje prijestupne sekunde do 2035., što znači da možda nikada nećemo vidjeti još jednu dodanu na satove. Ali ako se Zemlja nastavi brže vrtjeti još nekoliko godina, prema Agnewu, na kraju bi jedna sekunda mogla biti potrebna za uklanjanje iz UTC-a. "Nikada nije bilo negativne prijestupne sekunde", rekao je, "ali vjerovatnost da će se pojaviti između sada i 2035. je oko 40%".

Šta uzrokuje bržu rotaciju Zemlje?

Najkraće promjene u Zemljinoj rotaciji, rekao je Agnew, dolaze od Mjeseca i plime i oseke, koji uzrokuju sporiju rotaciju kada je satelit iznad ekvatora, a bržu kada je na većim ili nižim visinama. Ovaj učinak se pojačava činjenicom da se Zemlja tokom ljeta prirodno brže okreće - rezultat usporavanja same atmosfere zbog sezonskih promjena, poput mlazne struje koja se kreće prema sjeveru ili jugu; zakoni fizike nalažu da ukupni kutni moment Zemlje i njezine atmosfere mora ostati konstantan, tako da brzinu rotacije koju gubi atmosfera preuzima sam planet. Slično tome, posljednjih 50 godina Zemljina tekuća jezgra također se usporava, dok se čvrsta Zemlja oko nje ubrzava.

Promatrajući kombinaciju ovih učinaka, naučnici mogu predvidjeti hoće li nadolazeći dan biti posebno kratak. "Ove fluktuacije imaju kratkoperiodične korelacije, što znači da ako Zemlja ubrzava jednog dana, obično se ubrzava i sljedećeg dana", rekao je Judah Levine, fizičar i član Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju u području vremenske i frekvencijske podjele. "Ali ta korelacija nestaje kako se povećavaju i povećavaju intervali. A kada dođete do godine dana, predviđanje postaje prilično nesigurno. Zapravo, Međunarodna služba za rotaciju Zemlje i referentne sisteme ne predviđa unaprijed više od godinu dana".

Iako jedan kratki dan ne čini nikakvu razliku, rekao je Levine, nedavni trend kraćih dana povećava mogućnost negativne prijestupne sekunde. "Kada je sistem prijestupnih sekundi definiran 1972. godine, niko nikada nije stvarno pomislio da će se negativna sekunda ikada dogoditi", primijetio je. "To je jednostavno nešto što je uneseno u standard jer se to moralo učiniti radi potpunosti. Svi su pretpostavljali da će ikada biti potrebne samo pozitivne prijestupne sekunde, ali sada skraćivanje dana dovodi (negativne prijestupne sekunde) u opasnost da se to dogodi, da tako kažem".

Izgledi negativne prijestupne sekunde izazivaju zabrinutost jer i nakon 50 godina još uvijek postoje problemi s pozitivnim prijestupnim sekundama, objasnio je Levine. "Još uvijek postoje mjesta koja to rade krivo ili to rade u krivo vrijeme ili to rade (s) krivim brojem i tako dalje. I to s pozitivnom prijestupnom sekundom, što se radilo iznova i iznova. Mnogo je veća zabrinutost zbog negativne prijestupne sekunde, jer nikada nije testirana, nikada nije isprobana".

Budući da se mnogi temeljni tehnološki sistemi oslanjaju na satove i vrijeme za funkcioniranje, poput telekomunikacija, financijskih transakcija, električnih mreža i GPS satelita, da spomenemo samo neke, pojava negativne prijestupne sekunde, prema Levineu, donekle je slična problemu Y2K - trenutku na prijelazu prošlog stoljeća kada je svijet mislio da će uslijediti svojevrsni sudnji dan jer računala možda nisu mogla pregovarati o novom formatu datuma, prelazeći s '99' na '00'.

Uloga topljenja leda

Klimatske promjene također doprinose problemu prijestupne sekunde, ali na iznenađujući način. Iako globalno zatopljenje ima znatne negativne utjecaje na Zemlju, kada je riječ o našem mjerenju vremena, poslužilo je kao suprotstavljanje silama koje ubrzavaju Zemljinu rotaciju. Studija koju je prošle godine objavio Agnew u časopisu Nature detaljno opisuje kako se topljenje leda na Antarktici i Grenlandu širi oceanima, usporavajući Zemljinu rotaciju - slično kao što se klizač vrti s rukama iznad glave, ali se vrti sporije ako su ruke savijene uz tijelo.

Prema NASA-i, otopljena voda s ledenih ploča Grenlanda i Antarktike odgovorna je za trećinu globalnog porasta razine mora od 1993. godine .

Pomicanje mase ovog topljenja leda ne uzrokuje samo promjene u brzini Zemljine rotacije, već i u njezinoj osi rotacije , prema istraživanju koje je vodio Benedikt Soja, docent na odjelu za građevinarstvo, okoliš i geomatiku Švicarskog saveznog instituta za tehnologiju u Zürichu u Švicarskoj. Ako se zagrijavanje nastavi, njegov učinak mogao bi postati dominantan. "Do kraja ovog stoljeća, u pesimističnom scenariju (u kojem ljudi nastavljaju emitirati više stakleničkih plinova) učinak klimatskih promjena mogao bi nadmašiti učinak Mjeseca, koji je zapravo pokretao Zemljinu rotaciju posljednjih nekoliko milijardi godina", rekao je Soja.

Trenutno je potencijalno više vremena za pripremu akcije korisno, s obzirom na nesigurnost dugoročnih predviđanja o ponašanju Zemlje pri rotaciji. "Mislim da je (brža rotacija) još uvijek unutar razumnih granica, tako da bi to mogla biti prirodna varijabilnost", rekao je Soja. "Možda bismo za nekoliko godina mogli ponovno vidjeti drugačiju situaciju, a dugoročno bismo mogli vidjeti kako se planet ponovno usporava. To bi bila moja intuicija, ali nikad se ne zna".

╰┈➤ Program N1 televizije možete pratiti UŽIVO na ovom linku kao i putem aplikacija za Android /iPhone/iPad