Atomklokker, kombinert med presise astronomiske målinger, har avslørt at lengden på en dag plutselig blir lengre, og forskerne vet ikke hvorfor.
Dette har kritisk innvirkning ikke bare på tidtakingen vår, men også ting som GPS og andre teknologier som styrer vårt moderne liv.
I løpet av de siste tiårene har jordens rotasjon rundt sin akse – som bestemmer hvor lang en dag er – blitt raskere. Denne trenden har gjort dagene våre kortere; faktisk i juni 2022 vi satte rekord for den korteste dagen det siste halve århundret eller så.
Men til tross for denne rekorden, siden 2020 har den jevne hastigheten merkeligvis gått over til en nedgang – dagene blir lengre igjen, og årsaken er så langt et mysterium.
Mens klokkene i telefonene våre indikerer at det er nøyaktig 24 timer i døgnet, den faktiske tiden det tar Earth å fullføre en enkelt rotasjon varierer litt. Disse endringene skjer over perioder på millioner av år til nesten øyeblikkelig - til og med jordskjelv og stormhendelser kan spille en rolle.
Det viser seg at en dag svært sjelden er nøyaktig det magiske tallet på 86,400 XNUMX sekunder.
Den stadig skiftende planeten
Over millioner av år har jordens rotasjon blitt bremset på grunn av friksjonseffekter knyttet til tidevannet drevet av månen. Den prosessen legger til omtrent 2.3 millisekunder til lengden på hver dag hvert århundre. For noen milliarder år siden var en jorddag bare ca 19 timer.
De siste 20,000 XNUMX årene har en annen prosess jobbet i motsatt retning, og påskyndet jordens rotasjon. Da den siste istiden tok slutt, reduserte smeltende polare isark overflatetrykket, og jordkappen begynte jevnt og trutt å bevege seg mot polene.
Akkurat som en ballettdanser spinner raskere når de fører armene mot kroppen – aksen de spinner rundt – så øker planetens spinnhastighet når denne massen av mantel beveger seg nærmere jordens akse. Og denne prosessen forkorter hver dag med omtrent 0.6 millisekunder hvert århundre.
I løpet av flere tiår og lenger spiller også forbindelsen mellom jordens indre og overflate inn. Store jordskjelv kan endre lengden på en dag, men normalt med små mengder. For eksempel antas det store Tōhoku-jordskjelvet i 2011 i Japan, med en styrke på 8.9, å ha fremskyndet jordens rotasjon med en relativt liten 1.8 mikrosekunder.
Bortsett fra disse store endringene, over kortere perioder har vær og klima også viktige innvirkninger på jordens rotasjon, og forårsaker variasjoner i begge retninger.
Tidevannssyklusene hver fjortende dag og månedlig flytter masse rundt planeten, og forårsaker endringer i lengden på dagen med opptil et millisekund i begge retninger. Vi kan se tidevannsvariasjoner i lengde-på-dagen-rekorder over perioder så lange som 18.6 år. Bevegelsen av atmosfæren vår har en spesielt sterk effekt, og havstrømmer spiller også en rolle. Sesongmessig snødekke og nedbør, eller grunnvannsutvinning, endrer ting ytterligere.
Hvorfor bremser jorden plutselig opp?
Siden 1960-tallet, da operatører av radioteleskoper rundt om på planeten begynte å utvikle teknikker for å observere kosmiske objekter som kvasarer samtidig, har vi hatt veldig presise estimater av jordens rotasjonshastighet.
En sammenligning mellom disse estimatene og en atomklokke har avslørt en tilsynelatende stadig kortere lengde på dagen de siste årene.
Men det er en overraskende avsløring når vi tar bort svingningene i rotasjonshastigheten vi vet skjer på grunn av tidevannet og sesongmessige effekter. På tross av Earth når den korteste dagen den 29. juni 2022, ser den langsiktige banen ut til å ha endret seg fra å forkorte til å forlenge siden 2020. Denne endringen er enestående de siste 50 årene.
Årsaken til denne endringen er ikke klar. Det kan skyldes endringer i værsystemer, med La Niña-hendelser rygg mot rygg, selv om disse har skjedd før. Det kan være økt smelting av isdekkene, selv om de ikke har avviket stort fra den jevne smeltehastigheten de siste årene. Kan det ha sammenheng med vulkaneksplosjonen i Tonga injiserer store mengder vann i atmosfæren? Sannsynligvis ikke, gitt at det skjedde i januar 2022.
Forskere har spekulert at denne nylige, mystiske endringen i planetens rotasjonshastighet er relatert til et fenomen kalt "Chandler-svingningen" - et lite avvik i jordens rotasjonsakse med en periode på omtrent 430 dager. Observasjoner fra radioteleskoper viser også at vinglingen har avtatt de siste årene; de to kan være koblet sammen.
En siste mulighet, som vi tror er plausibel, er at ingenting spesifikt har endret seg inne i eller rundt jorden. Det kan bare være langsiktige tidevannseffekter som jobber parallelt med andre periodiske prosesser for å produsere en midlertidig endring i jordens rotasjonshastighet.
Trenger vi et "negativt sprangsekund"?
Nøyaktig forståelse av jordens rotasjonshastighet er avgjørende for en rekke applikasjoner – navigasjonssystemer som GPS ville ikke fungere uten den. Med noen års mellomrom legger tidtakere inn hoppsekunder i våre offisielle tidsskalaer for å sikre at de ikke går ut av synkronisering med planeten vår.
Hvis jorden skulle skifte til enda lengre dager, må vi kanskje innlemme et "negativt hoppsekund" - dette ville vært enestående, og kan ødelegge internett.
Behovet for negative skuddsekunder anses som usannsynlig akkurat nå. Foreløpig kan vi hilse velkommen nyheten om at – i det minste for en stund – har vi alle noen ekstra millisekunder hver dag.
Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.
Bilde Credit: qimono / 504 bilder
