Zilele Pământului au crescut în mod misterios în lungime – oamenii de știință nu știu de ce

Observații astronomice atente, combinate cu ceasurile atomice, au relevat că durata zilei a devenit brusc mai lungă. Oamenii de știință nu știu de ce.

Acest lucru are implicații cruciale nu numai pentru cronometrarea noastră, ci și pentru lucruri precum GPS-ul și alte tehnologii precise care ne guvernează viețile moderne.

Rotația Pământului pe axa sa s-a accelerat în ultimele decenii. Deoarece aceasta determină durata zilei, această tendință ne scurtează zilele. De fapt, în iunie 2022 Am stabilit un record! Pentru cea mai scurtă zi din vreo jumătate de secol.

Cu toate acestea, în ciuda acestui record, din 2020, această accelerare ciudat de constantă s-a transformat într-o încetinire. Acum, zilele se mai lungesc din nou, iar motivul rămâne până acum un mister.

În timp ce ceasurile telefoanelor noastre indică faptul că există exact 24 de ore într-o zi, timpul efectiv necesar Pământului pentru a finaliza un ciclu poate varia ușor. Uneori, aceste schimbări apar pe perioade de milioane de ani, iar alteori aproape instantaneu. De exemplu, chiar și cutremurele și evenimentele de furtună pot juca un rol.

Se pare că astăzi numărul magic de 86.400 de secunde este foarte rar.

Planeta în continuă schimbare

Rotația Pământului a încetinit de-a lungul a milioane de ani din cauza efectelor frecării asociate cu mareele lunii. Acest proces adaugă aproximativ 2,3 milisecunde la durata fiecărei zile la fiecare 100 de ani. În urmă cu câteva miliarde de ani, Ziua Pământului era pe cale să se întâmple 19 ore.

În ultimii douăzeci de mii de ani, un alt proces a funcționat în direcția opusă, accelerând rotația Pământului. Când ultima eră glaciară s-a încheiat, topirea straturilor polare de gheață a scăzut presiunea la suprafață, iar mantaua Pământului a început să se miște constant spre poli.

Așa cum balerinii se învârt mai repede atunci când își îndreaptă brațele spre corp – axa în jurul cărora se rotesc -, rata de rotație a planetei noastre crește pe măsură ce această masă a mantalei se apropie de axa Pământului. Acest proces a fost scurtat în fiecare zi cu aproximativ 0,6 milisecunde pe secol.

De zeci de ani și mai mult, relația dintre interiorul Pământului și suprafața acestuia joacă, de asemenea, un rol. Cutremurele mari pot modifica durata zilei, deși de obicei în cantități mici. De exemplu, marele cutremur Tohoku din Japonia din 2011, cu o magnitudine de 8,9, se crede că a accelerat rotația Pământului într-o cantitate relativ mică. 1,8 microsecunde.

Pe lângă aceste schimbări la scară largă, pe perioade mai scurte, vremea și clima au, de asemenea, efecte importante asupra rotației Pământului, provocând diferențe în ambele direcții.

Ciclurile de maree bilunare și lunare mișcă masa în jurul planetei, provocând variații ale duratei unei zile de până la milisecunde în ambele direcții. Putem vedea variațiile mareelor Înregistrează durata zilei pe perioade de până la 18,6 ani. Mișcarea atmosferei noastre are o influență deosebit de puternică, iar curenții oceanici joacă, de asemenea, un rol. Stratul sezonier de zăpadă, ploaia sau extracția apei subterane schimbă lucrurile și mai mult.

De ce Pământul încetinește brusc?

Din anii 1960, când operatorii de radiotelescoape din întreaga planetă au început să inventeze tehnologii Detectarea obiectelor cosmice precum quasarii în același timpavem estimări foarte precise ale vitezei de rotație a Pământului.

Utilizarea telescoapelor radio pentru a măsura rotația Pământului include observații ale surselor radio, cum ar fi quasarii. i se atribuie:[{” attribute=””>NASA Goddard

A comparison between these measurements and an atomic clock has revealed a seemingly ever-shortening length of day over the past few years.

But there’s a surprising reveal once we take away the rotation speed fluctuations we know happen due to the tides and seasonal effects. Despite Earth reaching its shortest day on June 29, 2022, the long-term trajectory seems to have shifted from shortening to lengthening since 2020. This change is unprecedented over the past 50 years.

The reason for this change is not clear. It could be due to changes in weather systems, with back-to-back La Niña events, although these have occurred before. It could be increased melting of the ice sheets, although those have not deviated hugely from their steady rate of melt in recent years. Could it be related to the huge volcano explosion in Tonga injecting huge amounts of water into the atmosphere? Probably not, given that occurred in January 2022.

Scientists have speculated this recent, mysterious change in the planet’s rotational speed is related to a phenomenon called the “Chandler wobble” – a small deviation in Earth’s rotation axis with a period of about 430 days. Observations from radio telescopes also show that the wobble has diminished in recent years. Perhaps the two are linked.

One final possibility, which we think is plausible, is that nothing specific has changed inside or around Earth. It could just be long-term tidal effects working in parallel with other periodic processes to produce a temporary change in Earth’s rotation rate.

Do we need a ‘negative leap second’?

Precisely understanding Earth’s rotation rate is crucial for a host of applications – navigation systems such as GPS wouldn’t work without it. Also, every few years timekeepers insert leap seconds into our official timescales to make sure they don’t drift out of sync with our planet.

If Earth were to shift to even longer days, we may need to incorporate a “negative leap second” – this would be unprecedented, and may break the internet.

The need for negative leap seconds is regarded as unlikely right now. For now, we can welcome the news that – at least for a while – we all have a few extra milliseconds each day.

Written by:

• Matt King – Director of the ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, University of Tasmania
• Christopher Watson – Senior Lecturer, School of Geography, Planning, and Spatial Sciences, University of Tasmania

This article was first published in The Conversation.