Πώς το λιώσιμο των πάγων επηρεάζει την περιστροφή της Γης και τη μέτρηση του χρόνου

Οι ώρες και τα λεπτά της μέρας καθορίζονται από την περιστροφή της Γης. Όμως αυτή η περιστροφή δεν είναι σταθερή – μπορεί να αλλάζει ελαφρώς, ανάλογα με το τι συμβαίνει στην επιφάνεια της Γης και στον λιωμένο πυρήνα της.

Αυτές οι σχεδόν ανεπαίσθητες αλλαγές σημαίνουν ότι τα ρολόγια του κόσμου πρέπει να προσαρμόζονται κατά ένα «εμβόλιμο δευτερόλεπτο», το οποίο μπορεί να ακούγεται ασήμαντο, αλλά μπορεί να έχει μεγάλο αντίκτυπο στα υπολογιστικά συστήματα.

Πολλά δευτερόλεπτα έχουν προστεθεί με την πάροδο των ετών. Αλλά μετά από μια μακρά τάση επιβράδυνσης, η περιστροφή της Γης επιταχύνεται τώρα λόγω των αλλαγών στον πυρήνα της. Για πρώτη φορά θα πρέπει να αφαιρεθεί ένα δευτερόλεπτο.

«Ένα αρνητικό εμβόλιμο δευτερόλεπτο δεν έχει ποτέ δοκιμαστεί, οπότε τα προβλήματα που θα μπορούσε να δημιουργήσει είναι άνευ προηγουμένου», έγραψε η Πατρίτσια Ταβέλα, μέλος του Τμήματος Χρόνου στο Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών στη Γαλλία, σε άρθρο που συνοδεύει τη μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη (27/3) στο περιοδικό Nature.

Το πότε ακριβώς θα συμβεί αυτό, επηρεάζεται από την υπερθέρμανση του πλανήτη. Το λιώσιμο των πολικών πάγων καθυστερεί το εμβόλιμο δευτερόλεπτο κατά τρία χρόνια, μετατοπίζοντάς το από το 2026 στο 2029, σύμφωνα με τη μελέτη.

«Ένα μέρος του να καταλάβουμε τι πρόκειται να συμβεί στην παγκόσμια χρονομέτρηση, εξαρτάται από την κατανόηση του τι συμβαίνει με το φαινόμενο της υπερθέρμανσης του πλανήτη», δήλωσε ο Ντάνκαν Άγκνιου, καθηγητής γεωφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο και συγγραφέας της μελέτης.

Η ανάγκη για το εμβόλιμο δευτερόλεπτο

Πριν από το 1955, το δευτερόλεπτο οριζόταν ως το συγκεκριμένο κλάσμα του χρόνου που χρειαζόταν η Γη για να περιστραφεί μία φορά σε σχέση με τα αστέρια. Στη συνέχεια ήρθε η εποχή των εξαιρετικής ακρίβειας ατομικών ρολογιών, τα οποία αποδείχθηκαν ένας πολύ πιο σταθερός τρόπος ορισμού του φυσικού δευτερολέπτου.

Από τα τέλη της δεκαετίας του 1960, ο κόσμος άρχισε να χρησιμοποιεί τη Συντονισμένη Παγκόσμια Ώρα (UTC) για τον καθορισμό των ζωνών ώρας. Η UTC βασίζεται σε ατομικά ρολόγια, αλλά εξακολουθεί να συμβαδίζει με την περιστροφή του πλανήτη.

Καθώς όμως η ταχύτητα περιστροφής δεν είναι σταθερή, οι δύο χρονικές κλίμακες αποκλίνουν σιγά σιγά. Αυτό σημαίνει ότι κάθε τόσο πρέπει να προστίθεται ένα εμβόλιμο δευτερόλεπτο για να ευθυγραμμιστούν ξανά.

Πώς επηρεάζεται η περιστροφή της Γης

Οι αλλαγές στην περιστροφή της Γης μακροπρόθεσμα κυριαρχούνται από την τριβή των παλιρροιών στον πυθμένα των ωκεανών, η οποία επιβραδύνει την περιστροφή της. Πρόσφατα, οι επιπτώσεις από το λιώσιμο των πολικών πάγων, που οφείλεται στην καύση ορυκτών καυσίμων που θερμαίνουν τον πλανήτη, έχουν γίνει σημαντικός παράγοντας, δήλωσε ο Άγκνιου. Καθώς οι πάγοι λιώνουν στον ωκεανό, το λιωμένο νερό κινείται από τους πόλους προς τον ισημερινό, γεγονός που επιβραδύνει περαιτέρω την ταχύτητα περιστροφής της Γης.

Το λιώσιμο των πολικών πάγων «ήταν αρκετά μεγάλο ώστε να επηρεάσει αισθητά την περιστροφή ολόκληρης της Γης με τρόπο πρωτοφανή», δήλωσε ο Άγκνιου. «Για μένα, το γεγονός ότι τα ανθρώπινα όντα προκάλεσαν την αλλαγή της περιστροφής της Γης είναι εκπληκτικό».

Αλλά ενώ το λιώσιμο των πάγων μπορεί να επιβραδύνει την περιστροφή της Γης, υπάρχει και ένας άλλος παράγοντας που παίζει ρόλο όσον αφορά την παγκόσμια χρονομέτρηση, σύμφωνα με την έκθεση: οι διεργασίες στον πυρήνα της Γης.

Ο υγρός πυρήνας του πλανήτη περιστρέφεται ανεξάρτητα από το στερεό εξωτερικό του κέλυφος. Εάν ο πυρήνας επιβραδύνει, το στερεό κέλυφος επιταχύνει για να διατηρήσει την ορμή του, δήλωσε ο Άγκνιου, και αυτό συμβαίνει επί του παρόντος.

Πολύ λίγα είναι γνωστά για το τι συμβαίνει περίπου 2.900 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης και δεν είναι σαφές γιατί αλλάζει η ταχύτητα του πυρήνα. Αυτό όμως που είναι σαφές, σύμφωνα με τη μελέτη, είναι ότι παρά το γεγονός ότι το λιώσιμο των πολικών πάγων ασκεί επιβραδυντική επίδραση, συνολικά η περιστροφή της Γης επιταχύνεται. Αυτό σημαίνει ότι ο κόσμος θα χρειαστεί σύντομα να αφαιρέσει ένα δευτερόλεπτο για πρώτη φορά.

Τι σημαίνει η αφαίρεση ενός δευτερολέπτου

«Ένα δευτερόλεπτο δεν ακούγεται πολύ», δήλωσε ο Άγκνιου, αλλά τα υπολογιστικά συστήματα που έχουν δημιουργηθεί για δραστηριότητες όπως οι χρηματιστηριακές συναλλαγές πρέπει να είναι ακριβή με ακρίβεια χιλιοστού του δευτερολέπτου.

Πολλά υπολογιστικά συστήματα διαθέτουν λογισμικό που τους επιτρέπει να προσθέτουν ένα δευτερόλεπτο, αλλά λίγα έχουν τη δυνατότητα να αφαιρούν ένα. Οι άνθρωποι θα πρέπει να επαναπρογραμματίσουν τους υπολογιστές, εισάγοντας την πιθανότητα λάθους.

«Κανείς δεν περίμενε πραγματικά ότι η Γη θα επιταχυνόταν σε σημείο που θα χρειαζόταν να αφαιρέσουμε ένα εμβόλιμο δευτερόλεπτο», δήλωσε ο Άγκνιου.

Με πληροφορίες από: Polar ice is melting and changing Earth’s rotation. It’s messing with time itself by Laura Paddison and Rachel Ramirez, CNN