كشفت الساعات الذرية ، جنبًا إلى جنب مع القياسات الفلكية الدقيقة ، أن طول اليوم يزداد فجأة ، ولا يعرف العلماء السبب.
هذا له تأثيرات حاسمة ليس فقط على ضبط الوقت لدينا ، ولكن أيضًا على أشياء مثل GPS والتقنيات الأخرى التي تحكم حياتنا الحديثة.
على مدى العقود القليلة الماضية ، كان دوران الأرض حول محورها - الذي يحدد مدة اليوم - يتسارع. هذا الاتجاه جعل أيامنا أقصر ؛ في الواقع ، في يونيو 2022 وضعنا رقما قياسيا لأقصر يوم خلال نصف قرن أو نحو ذلك.
ولكن على الرغم من هذا الرقم القياسي ، منذ عام 2020 ، تحول هذا التسريع الثابت بشكل مثير للفضول إلى تباطؤ - فالأيام تطول مرة أخرى ، والسبب غامض حتى الآن.
بينما تشير الساعات الموجودة في هواتفنا إلى أن هناك 24 ساعة بالضبط في اليوم ، وهو الوقت الفعلي الذي تستغرقه أرض لإكمال دورة واحدة يختلف قليلاً من أي وقت مضى. تحدث هذه التغييرات على مدى فترات من ملايين السنين إلى شبه فورية - حتى الزلازل وأحداث العواصف يمكن أن تلعب دورًا.
اتضح أن اليوم نادرًا ما يكون الرقم السحري البالغ 86,400 ثانية.
الكوكب المتغير باستمرار
على مدى ملايين السنين ، كان دوران الأرض يتباطأ بسبب تأثيرات الاحتكاك المرتبطة بالمد والجزر التي يقودها القمر. تضيف هذه العملية حوالي 2.3 مللي ثانية إلى طول كل يوم كل قرن. قبل بضعة مليارات من السنين ، كان يوم الأرض تقريبًا 19 ساعه.
على مدار العشرين ألف عام الماضية ، كانت هناك عملية أخرى تعمل في الاتجاه المعاكس ، مما أدى إلى تسريع دوران الأرض. عندما انتهى العصر الجليدي الأخير ، أدى ذوبان الصفائح الجليدية القطبية إلى خفض ضغط السطح ، وبدأ وشاح الأرض يتحرك بثبات نحو القطبين.
مثلما يدور راقص الباليه بشكل أسرع عندما يوجهون أذرعهم نحو أجسامهم - المحور الذي يدورون حوله - يزداد معدل دوران كوكبنا عندما تتحرك كتلة الوشاح هذه بالقرب من محور الأرض. وهذه العملية تقصر كل يوم بنحو 0.6 ميلي ثانية كل قرن.
على مدى عقود وأطول ، تلعب العلاقة بين باطن الأرض وسطحها دورًا أيضًا. يمكن أن تغير الزلازل الكبرى طول اليوم ، وإن كان ذلك عادةً بكميات صغيرة. على سبيل المثال ، يُعتقد أن زلزال توهوكو العظيم عام 2011 في اليابان ، الذي بلغت قوته 8.9 درجة ، قد أدى إلى تسريع دوران الأرض بمقدار ضئيل نسبيًا. ميكروثانية 1.8.
بصرف النظر عن هذه التغييرات واسعة النطاق ، على مدى فترات أقصر ، يكون للطقس والمناخ أيضًا تأثيرات مهمة على دوران الأرض ، مما يتسبب في حدوث اختلافات في كلا الاتجاهين.
تقوم دورات المد والجزر نصف شهرية وشهرية بتحريك الكتلة حول الكوكب ، مما يتسبب في تغيرات في طول اليوم بما يصل إلى ميلي ثانية في أي من الاتجاهين. يمكننا أن نرى اختلافات المد والجزر في سجلات طول اليوم على مدار فترات تصل إلى 18.6 سنة. لحركة غلافنا الجوي تأثير قوي بشكل خاص ، وتلعب تيارات المحيط أيضًا دورًا. يغير الغطاء الثلجي الموسمي والأمطار أو استخراج المياه الجوفية الأمور أكثر.
لماذا تباطأت الأرض فجأة؟
منذ الستينيات ، عندما بدأ مشغلو التلسكوبات الراديوية حول الكوكب في ابتكار تقنيات ترصد الأجسام الكونية مثل الكوازارات في نفس الوقت، لدينا تقديرات دقيقة للغاية لمعدل دوران الأرض.
كشفت المقارنة بين هذه التقديرات والساعة الذرية عن تقصير طول اليوم على ما يبدو خلال السنوات القليلة الماضية.
ولكن هناك اكتشاف مفاجئ بمجرد أن نزيل تقلبات سرعة الدوران التي نعرف أنها تحدث بسبب المد والجزر والتأثيرات الموسمية. بالرغم من أرض مع وصوله إلى أقصر يوم له في 29 يونيو 2022 ، يبدو أن المسار طويل المدى قد تحول من التقصير إلى الإطالة منذ عام 2020. هذا التغيير غير مسبوق على مدار الخمسين عامًا الماضية.
سبب هذا التغيير غير واضح. قد يكون بسبب التغيرات في أنظمة الطقس ، مع أحداث النينيا المتتالية ، على الرغم من حدوثها من قبل. يمكن أن يؤدي إلى زيادة ذوبان الصفائح الجليدية ، على الرغم من أنها لم تنحرف بشكل كبير عن معدل الذوبان الثابت في السنوات الأخيرة. هل يمكن أن يكون له علاقة بالانفجار البركاني في تونجا ضخ كميات هائلة من الماء في الغلاف الجوي؟ ربما لا ، نظرًا لما حدث في يناير 2022.
تكهن العلماء أن هذا التغيير الغامض الأخير في سرعة دوران الكوكب مرتبط بظاهرة تسمى "تذبذب تشاندلر" - انحراف صغير في محور دوران الأرض لمدة 430 يومًا تقريبًا. تظهر الملاحظات من التلسكوبات الراديوية أيضًا أن التذبذب قد تضاءل في السنوات الأخيرة ؛ قد يتم ربط الاثنين.
الاحتمال الأخير ، الذي نعتقد أنه معقول ، هو أنه لم يتغير شيء محدد داخل أو حول الأرض. يمكن أن تكون تأثيرات المد والجزر طويلة المدى تعمل بالتوازي مع العمليات الدورية الأخرى لإحداث تغيير مؤقت في معدل دوران الأرض.
هل نحتاج إلى "ثانية قفزة سلبية"؟
يعد الفهم الدقيق لمعدل دوران الأرض أمرًا بالغ الأهمية لمجموعة من التطبيقات - لن تعمل أنظمة الملاحة مثل GPS بدونها. أيضًا ، كل بضع سنوات ، تُدخل أدوات ضبط الوقت الثواني الكبيسة في جداولنا الزمنية الرسمية للتأكد من أنها لا تنجرف عن المزامنة مع كوكبنا.
إذا تحولت الأرض إلى أيام أطول ، فقد نحتاج إلى دمج "ثانية كبيسة سلبية" - سيكون هذا غير مسبوق ، و قد يكسر الإنترنت.
تعتبر الحاجة إلى الثواني الكبيسة السلبية غير محتملة في الوقت الحالي. في الوقت الحالي ، يمكننا الترحيب بالأخبار - على الأقل لفترة من الوقت - لدينا جميعًا بضع أجزاء من الألف من الثانية الإضافية كل يوم.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
الصورة الائتمان: qimono / 504 صور
