Aatomkellad koos täpsete astronoomiliste mõõtmistega on näidanud, et päeva pikkus on järsku pikenenud ja teadlased ei tea, miks.
Sellel pole kriitilist mõju mitte ainult meie ajamõõtmisele, vaid ka sellistele asjadele nagu GPS ja muud tehnoloogiad, mis juhivad meie kaasaegset elu.
Viimastel aastakümnetel on Maa pöörlemine ümber oma telje – mis määrab päeva pikkuse – kiirenenud. See suundumus on muutnud meie päevad lühemaks; tegelikult juunis 2022 püstitasime rekordi lühima päeva kohta viimase poole sajandi jooksul.
Kuid hoolimata sellest rekordist on alates 2020. aastast see püsiv kiirus kummalisel kombel aeglustunud – päevad muutuvad taas pikemaks ja põhjus on seni mõistatuslik.
Kuigi meie telefonide kellad näitavad, et ööpäevas on täpselt 24 tundi, siis tegelik aeg, mis selleks kulub Earth ühe pöörde sooritamine varieerub nii vähe. Need muutused toimuvad miljonite aastate jooksul kuni peaaegu koheselt – oma osa võivad mängida isegi maavärinad ja tormid.
Selgub, et päev on väga harva täpselt maagiline arv 86,400 XNUMX sekundit.
Pidevalt muutuv planeet
Miljonite aastate jooksul on Maa pöörlemine aeglustunud Kuu tekitatud loodetega seotud hõõrdemõjude tõttu. See protsess lisab iga sajandi iga päeva pikkusele umbes 2.3 millisekundit. Mõni miljard aastat tagasi oli Maa päev vaid umbes 19 tundi.
Viimase 20,000 XNUMX aasta jooksul on teine protsess toiminud vastupidises suunas, kiirendades Maa pöörlemist. Kui viimane jääaeg lõppes, vähendasid sulavad polaarjääkilbid pinnal survet ja Maa vahevöö hakkas pidevalt pooluste poole liikuma.
Nii nagu balletitantsija pöörleb kiiremini, tuues käed oma keha poole – telje poole, mille ümber nad pöörlevad –, nii suureneb ka meie planeedi pöörlemiskiirus, kui see vahevöö mass liigub Maa teljele lähemale. Ja see protsess lühendab iga päeva iga sajandiga umbes 0.6 millisekundi võrra.
Aastakümnete ja pikema aja jooksul tuleb mängu ka seos Maa sisemuse ja pinna vahel. Suured maavärinad võivad päeva pikkust muuta, kuigi tavaliselt väikestes kogustes. Näiteks arvatakse, et 2011. aasta suur Tōhoku maavärin Jaapanis magnituudiga 8.9 kiirendas Maa pöörlemist suhteliselt väikese võrra. 1.8 mikrosekundit.
Lisaks nendele laiaulatuslikele muutustele avaldavad lühema perioodi jooksul ka ilm ja kliima Maa pöörlemisele olulist mõju, põhjustades erinevusi mõlemas suunas.
Kahenädalased ja igakuised loodete tsüklid liigutavad massi ümber planeedi, põhjustades päeva pikkuse muutusi kummaski suunas kuni millisekundi võrra. Näeme loodete variatsioone päeva pikkuse rekordites koguni 18.6 aastat. Eriti tugevalt mõjub meie atmosfääri liikumine ja oma osa on ka ookeanihoovustel. Hooajaline lumikate ja sademed või põhjavee ammutamine muudavad olukorda veelgi.
Miks Maa järsult aeglustub?
Alates 1960. aastatest, mil kogu planeedi raadioteleskoopide operaatorid hakkasid välja töötama tehnikaid samaaegselt vaadelda kosmilisi objekte nagu kvasarid, on meil olnud väga täpsed hinnangud Maa pöörlemiskiiruse kohta.
Nende hinnangute ja aatomkella võrdlus on näidanud, et päeva pikkus on viimastel aastatel näiliselt lühenenud.
Kuid kui võtame maha meie teadaolevad loodete ja hooajaliste mõjude tõttu toimuvad pöörlemiskiiruse kõikumised, ilmneb üllatav ilming. Vaatamata sellele Earth saavutades oma lühima päeva 29. juunil 2022, näib, et pikaajaline trajektoor on alates 2020. aastast nihkunud lühenemisest pikenemisele. See muutus on viimase 50 aasta jooksul enneolematu.
Selle muudatuse põhjus pole selge. See võib olla tingitud muutustest ilmastikusüsteemides koos La Niña sündmustega, kuigi neid on varem esinenud. See võib olla jääkihtide suurenenud sulamine, kuigi need ei ole viimastel aastatel oma püsivast sulamiskiirusest oluliselt kõrvale kaldunud. Kas see võib olla seotud Tonga vulkaaniplahvatusega süstides atmosfääri tohutul hulgal vett? Tõenäoliselt mitte, kuna see juhtus 2022. aasta jaanuaris.
Teadlased on spekuleerinud et see hiljutine salapärane muutus planeedi pöörlemiskiiruses on seotud nähtusega, mida nimetatakse "Chandleri võnkumiseks" – väikese kõrvalekaldumise kohta Maa pöörlemisteljel umbes 430-päevase perioodiga. Ka raadioteleskoopide vaatlused näitavad, et võnkumine on viimastel aastatel vähenenud; need kaks võivad olla omavahel seotud.
Üks viimane võimalus, mis meie arvates on usutav, on see, et Maa sees ega ümber pole midagi konkreetset muutunud. See võib olla lihtsalt pikaajaline loodete mõju, mis töötab paralleelselt muude perioodiliste protsessidega, et tekitada ajutine muutus Maa pöörlemiskiiruses.
Kas vajame "negatiivset hüpet sekundit"?
Maa pöörlemiskiiruse täpne mõistmine on paljude rakenduste jaoks ülioluline – navigatsioonisüsteemid, nagu GPS, ei töötaks ilma selleta. Samuti lisavad ajamõõtjad iga paari aasta tagant hüpesekundeid meie ametlikku ajakavasse, et veenduda, et need ei kalduks meie planeediga sünkroonist välja.
Kui Maa peaks nihkuma veelgi pikematele päevadele, peame võib-olla lisama "negatiivse hüppesekundi" – see oleks enneolematu ja võib interneti lõhkuda.
Negatiivsete hüpesekundite vajadust peetakse praegu ebatõenäoliseks. Praegu võime rõõmustada uudise üle, et – vähemalt mõneks ajaks – on meil kõigil iga päev mõni lisamillisekund.
See artikkel avaldatakse uuesti Vestlus Creative Commonsi litsentsi all. Loe algse artikli.
Image Credit: qimono / 504 pilti
