Атомните часовници, в комбинация с прецизни астрономически измервания, разкриха, че продължителността на деня е започнала внезапно да се увеличава. И учените нямат представа защо.

Това оказва критичен ефект не само върху следенето на времето, но и върху неща като GPS и други технологии, които ръководят съвременния ни живот.

През последните няколко десетилетия въртенето на Земята около собствената ѝ ос – което определя продължителността на денонощието – се ускорява. Това кара дните ни да се скъсяват. Всъщност през юни 2022 г. поставихме рекорд за най-кратко денонощие за последния приблизително половин век.

Въпреки този рекорд обаче от 2020 г. насам това ускорение започна доста изненадващо да се забавя – денонощието отново става все по-дълго и за момента причините за това са обгърнати в мистерия.

Въпреки че часовниците в нашите телефони показват, че едно денонощие продължава точно 24 часа, реалното време, за което Земята извършва едно пълно завъртане, варира съвсем лекичко. Тези промени настъпват в рамките на периоди от милиони години, а понякога - почти внезапно – дори земетресенията и бурите могат да играят роля.

Оказва се, че едно денонощие много рядко се характеризира точно с магичното число 86 400 секунди.

Постоянно променящата се планета

Въртенето на Земята се забавя постепенно в рамките на период от милиони години заради ефекти на триене, свързани с приливите, предизвиквани от Луната. Всеки век този процес увеличава денонощието с около 2,3 милисекунди. Преди няколко милиарда години един ден на нашата планета е продължавал едва около 19 часа.

През последните 20 000 години още един процес започва да работи, но този път – в обратната посока. Той ускорява въртенето. Когато последната ледникова епоха приключва, разтапящите се полярни ледени покривки намаляват повърхностното напрежение и земната мантия започва постепенно да се придвижва към полюсите.

Досущ като балерините, които колкото по-близо придържат ръцете към тялото си (оста, около която се въртят), толкова по-бързо започват да се въртят, така и ротацията на нашата планета се увеличава, когато масата на мантията се придвижва по-близо до земната ос. И този процес скъсява денонощието с около 0,6 секунди всеки век.

През последните десетилетия, че и повече, връзката между интериора и повърхността на Земята също започва да играе роля. Големите земетресения могат да променят продължителността на деня, макар че обикновено съвсем мъничко.

Така например смята се, че земетресението в региона Тохоку в Япония от 2011 г., чийто магнитуд бе 8,9, е ускорило въртенето на земята с относително миниатюрните 1,8 микросекунди.

Като оставим настрана тези широкомащабни промени, времето и климатът също оказват важно въздействие върху ротацията на Земята в рамките на по-кратки периоди и предизвикват вариации и двете посоки.

Двуседмичните и месечните приливни цикли придвижват маса из планетата и предизвикват промени в продължителността на денонощието с до 1 милисекунда във всяка една посока. Можем да видим тези приливни вариации в данните за продължителността на деня в рамките на периоди от до 18,6 години.

Движението на атмосферата има особено силен ефект, океанските течения също играят роля. Сезонните валежи от сняг и дъжд, или извличането на подпочвени води, променят нещата допълнително.

Защо Земята внезапно се забавя?

От 60-те години на миналия век досега - откакто операторите на радио телескопи в различни кътчета на планетата започнаха да измислят техники, чрез които да наблюдават едновременно космически обекти като квазари - успяваме да измерим изключително прецизно скоростта на въртене на Земята.

Съпоставка между въпросните изчисления и тези, извършени с атомен часовник, показва, че на пръв поглед през последните години денонощието постоянно се скъсява.

Когато обаче премахнем вариациите в скоростта на въртене, за които знаем, че настъпват вследствие на приливите и влиянието на сезоните, получаваме нещо изненадващо. Въпреки че на 29 юни 2022 г. Земята отчита най-краткото си денонощие, от 2020 г. насам дългосрочната траектория, изглежда, се е променила и дните вече не се скъсяват, а се увеличават. За последните 50 години тази промяна е безпрецедентна.

Причините за случващото се все още не са известни. Възможно е да е вследствие от промените в метеорологичните системи – с няколко последователни събития Ел Ниньо – макар че това се е случвало и преди. Възможно е да е заради засилващото се топене на ледените покривки, макар че това не се е променило кой знае колко спрямо скоростта на топене през последните години.

Възможно ли е да има връзка и с огромната вулканична експлозия в Тонга, която вкара гигантско количество вода в атмосферата? Вероятно не, като се има предвид, че това се случи през януари 2022 г.

Учени спекулират, че тази скорошна мистериозна промяна в ротационната скорост на планетата е свързана с феномен, наречен „колебанието на Чандлър“ – това е малко отклонение в земната ротационна ос с период от около 430 дни.

Наблюдения, извършени от радио телескопи, показват също така, че през последните години това колебание е намаляло; две неща може би са свързани.

Последният сценарий, който според нас звучи правдоподобно, е, че нищо конкретно не се е случило във или около Земята. Вероятно всичко се дължи на дългосрочните приливни ефекти, които работят в тандем с други периодични процеси и образуват временна промяна в скоростта на въртене на Земята.

Нуждаем ли се от „отрицателна високосна секунда“?

Множество приложения зависят от прецизните ни познания, свързани със скоростта на въртене на Земята. Така например без тях навигационните системи като GPS-ите не биха работили нормално. Освен това веднъж на няколко години хронометристите добавят високосна секунда към официалните ни времеви скала, за да се уверят, че те няма да започнат да се разминават с нашата планета.

Ако дните на Земята се увеличат още повече, вероятно ще се наложи да добавяме „отрицателна високосна секунда“ – това би било безпрецедентно и може да „счупи“ интернета.

На този етап необходимостта от отрицателна високосна секунда е малко вероятна. За момента – поне за известно време – можем да се радваме на факта, че всеки ден разполагаме с няколко допълнителни милисекунди.

Автори: Мат Кинг (Matt King), директор на Австралийския център за върхови постижения в антарктическите науки, Университета в Тасмания (University of Tasmania), и Кристофър Уотсън (Christopher Watson), старши лектор в Училището за география, планиране и пространствени науки, Университета в Тасмания (University of Tasmania).

Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценза Creative Commons и преведена от Obekti.bg с любезното съгласие на нейните автори. Прочетете оригиналната статия тук.