Dny na Zemi se záhadně prodloužily a vědci (zatím) nevědí proč

Des atomové hodiny spolu s přesnými astronomickými měřeními nedávno odhalily, že délka dne na Zemi se náhle prodlužuje. Tento jev má zásadní důsledky nejen pro naše měření času, ale také pro věci, jako je GPS a další technologie, které řídí náš moderní život.

V posledních desetiletích se zrychlila rotace Země kolem své osy, která určuje délku dne. Tento trend zkrátil naše dny; vlastně v červnu 2022 dosáhli jsme rekordu dne kratší asi půl století.

Ale navzdory tomuto rekordu se od roku 2020 toto neustálé zrychlování kupodivu změnilo ve zpomalení: dny se opět prodlužují a důvod zůstává prozatím neznámý.

Zatímco hodiny našich telefonů ukazují, že den má přesně 24 hodin, skutečná doba, kterou Zemi potřebuje k dokončení jedné rotace, se velmi mírně liší. K těmto změnám dochází v období od milionů let až po téměř okamžité – dokonce i zemětřesení a bouře mohou hrát roli. Ukazuje se tedy, že den velmi zřídka odpovídá magickému číslu 86 400 sekund.

Neustále se měnící planeta

Po miliony let se rotace Země zpomalila kvůli třecím účinkům spojeným s přílivem a odlivem způsobeným Měsícem. Tento proces přidává asi 2,3 milisekundy k délce každého dne v každém století. Před několika miliardami let trval jen jeden pozemský den 19 heures.

Za posledních 20 000 let fungoval jiný proces obráceně a urychloval rotaci Země. Na konci poslední doby ledové, tající polární čepičky snížil tlak na povrch a zemský plášť se začal plynule pohybovat směrem k pólům.

Stejně jako se baletní tanečník otáčí rychleji, když přibližuje ruce k tělu – ose, kolem které se točí –, tak se rychlost rotace naší planety zvyšuje, když se tato masa pláště přibližuje k ose Země. A tento proces se každý den zkracuje asi o 0,6 milisekundy za století.

V průběhu desetiletí a déle se do hry dostává také spojení mezi vnitřkem a povrchem Země.Velká zemětřesení mohou změnit délku dne, i když obvykle o malé částky. Například, velké tohoku zemětřesení z roku 2011 v Japonsku, s magnitudou 8,9, by zrychlila rotaci Země o relativně malé množství 1,8 mikrosekundy.

Kromě těchto rozsáhlých změn má během kratších časových období velký vliv na rotaci Země také počasí a klima, které způsobuje změny v obou směrech.

Dvouměsíční a měsíční slapové cykly pohybují hmotou kolem planety a způsobují změny délky dne až o milisekundu v obou směrech. Můžeme pozorovat variace přílivu a odlivu v denních záznamech pro období do 18,6 let. Zvláště silně působí pohyb naší atmosféry a svou roli hrají i mořské proudy. Sněhová pokrývka a sezónní srážky nebo těžba podzemní vody věci dále mění.

Proč se Země náhle zpomaluje?

Od 1960. let, kdy operátoři radioteleskopů po celé planetě začali vymýšlet techniky k současně pozorovat kosmické objekty, jako jsou kvasary, máme velmi přesné odhady rychlosti rotace Země.

Srovnání mezi těmito odhady a atomovými hodinami odhalilo zjevně stále kratší délku dne za posledních několik let.

Jakmile však odstraníme výkyvy rychlosti rotace, o kterých víme, že se vyskytují v důsledku přílivu a odlivu a sezónních vlivů, dojde k překvapivému odhalení. Přestože Země dosáhla svého nejkratšího dne 29. června 2022, zdá se, že dlouhodobá trajektorie se od roku 2020 posunula od zkracování k prodlužování. Tato změna je za posledních 50 let bezprecedentní.

Důvod této změny je nejasný. Mohlo to být způsobeno změnami v povětrnostních systémech, jako je např Klimatické jevy La Niña po sobě jdoucích, i když k nim došlo již dříve. Mohlo by jít o zvýšené tání ledových čepic, i když ty se v posledních letech příliš neodchýlily od své pravidelné rychlosti tání. Mohlo by to souviset s obrovským výbuchem sopky Tonga vhánění obrovského množství vody do atmosféry ? Pravděpodobně ne, vzhledem k tomu, že se to stalo v lednu 2022.

Vědci předpokládali že tato nedávná a záhadná změna rychlosti rotace planety souvisí s jevem zvaným Chandlerova oscilace » – malá odchylka od osy rotace Země s periodou cca 430 dní. Pozorování z radioteleskopů také ukazují, že oscilace se v posledních letech zmenšila; tyto dva jevy by mohly být propojeny.

Poslední možností, která se nám zdá pravděpodobná, je, že se na Zemi ani kolem ní nic konkrétního nezměnilo. Mohlo by se jednoduše jednat o dlouhodobé slapové efekty, které fungují paralelně s jinými periodickými procesy a vytvářejí dočasnou změnu rychlosti rotace Země.

Potřebujeme „negativní skokovou vteřinu“?

Přesná znalost rychlosti rotace Země je zásadní pro řadu aplikací – navigační systémy jako GPS by bez ní nefungovaly. Navíc každé dva nebo tři roky vkládají časoměřiči přestupné sekundy v našich oficiálních časových plánech, abychom zajistili, že se nevymknou synchronizaci s naší planetou.

Pokud by Země přešla na ještě delší dny, možná bychom potřebovali začlenit „negativní skokovou sekundu“ – což by bylo bezprecedentní a mohl rozbít internet.

Potřeba záporných přestupných sekund je v tuto chvíli považována za nepravděpodobnou. Prozatím se můžeme radovat ze zprávy, že – alespoň na chvíli – máme všichni každý den pár milisekund navíc.

Matt King, ředitel ARC Australian Center for Excellence in Antarctic Science, Univerzita Tasmánie et Christopher Watson, odborný asistent, škola geografie, plánování a prostorových věd, Univerzita Tasmánie

Tento článek je publikován z Konverzace pod licencí Creative Commons. Čístpůvodní článek.