A Föld napjai titokzatosan meghosszabbodtak – a tudósok nem tudják, miért

A gondos csillagászati ​​megfigyelések atomórákkal kombinálva felfedték, hogy a nap hossza hirtelen növekszik. A tudósok nem tudják, miért.

Ez nem csak az időmérőnkre, hanem az olyan dolgokra is döntő hatással van, mint a GPS és más precíz technológiák, amelyek modern életünket irányítják.

A Föld forgása a tengely körül az elmúlt néhány évtizedben felgyorsult. Mivel ez határozza meg a nap hosszát, ez a tendencia lerövidíti napjainkat. Valójában 2022 júniusában Rekordot döntöttünk! Az elmúlt fél évszázad legrövidebb napjára.

A rekord ellenére azonban 2020 óta ez az érdekesen állandó gyorsulás lassulásba fordult. Most ismét hosszabbodnak a nappalok, és az ok eddig rejtély marad.

Míg telefonjaink órái azt mutatják, hogy egy nap pontosan 24 órából áll, a tényleges idő, amely alatt a Föld egy ciklust teljesít, kissé változhat. Néha ezek a változások több millió év alatt, máskor pedig szinte azonnal bekövetkeznek. Például még a földrengések és viharos események is szerepet játszhatnak.

Kiderült, hogy ma már nagyon ritka a 86 400 másodperces bűvös szám.

A folyamatosan változó bolygó

A Föld forgása több millió év alatt lelassult a Hold árapályával összefüggő súrlódási hatások miatt. Ez a folyamat körülbelül 2,3 ezredmásodperccel növeli az egyes napok hosszát 100 évente. Néhány milliárd évvel ezelőtt közeledett a Föld napja 19 óra.

Az elmúlt húszezer évben egy másik folyamat is működött az ellenkező irányba, felgyorsítva a Föld forgását. Amikor az utolsó jégkorszak véget ért, a sarki jégtakarók olvadása csökkentette a felszíni nyomást, és a Föld köpenye folyamatosan mozogni kezdett a sarkok felé.

Ahogyan a balerinák gyorsabban pörögnek, amikor karjukat a testük felé irányítják – az általuk forgó tengely felé –, bolygónk forgási sebessége is növekszik, ahogy ez a köpenytömeg közelebb kerül a Föld tengelyéhez. Ez a folyamat évszázadonként naponta körülbelül 0,6 milliszekundummal lerövidült.

Évtizedekig és hosszabb ideig a Föld belseje és felszíne kapcsolata is szerepet játszik. A nagy földrengések megváltoztathatják a nap hosszát, bár általában kis mennyiségben. Például a 2011-es nagy Tohoku földrengés Japánban, amelynek erőssége 8,9, a feltételezések szerint viszonylag kis mértékben gyorsította fel a Föld forgását. 1,8 mikroszekundum.

E nagyszabású változásokon kívül rövidebb időszakokban az időjárás és az éghajlat is jelentős hatással van a Föld forgására, mindkét irányban eltéréseket okozva.

A kéthavi és havi árapály-ciklusok tömeget mozgatnak meg a bolygó körül, ami a nap hosszában akár ezredmásodpercig terjedő eltéréseket okoz mindkét irányban. Láthatjuk az árapály-variációkat Rögzíti a nap hosszát legfeljebb 18,6 éves időszakokban. Légkörünk mozgása különösen erősen hat, és szerepet játszanak az óceáni áramlatok is. A szezonális hótakaró, az eső vagy a talajvíz kitermelése még jobban megváltoztatja a dolgokat.

Miért lassul le hirtelen a Föld?

Az 1960-as évek óta, amikor a rádióteleszkópok üzemeltetői világszerte elkezdték feltalálni a technológiákat Kozmikus objektumok, például kvazárok egyidejű észlelésenagyon pontos becsléseink vannak a Föld forgási sebességéről.

A rádióteleszkópok használata a Föld forgásának mérésére magában foglalja a rádióforrások, például a kvazárok megfigyelését. neki tulajdonították:[{” 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.