Таяние ледяных шапок изменяет вращение Земли
В то время как мир борется с далеко идущими последствиями изменения климата - от глобального кризиса беженцев до ухудшения сезонов аллергии - появился новый поворот: потенциальная необходимость "отрицательной високосной секунды" для синхронизации наших часов с изменением вращения планеты.
Ученые распутали сложный танец между тающими полярными ледяными шапками Земли и смещением вращения ее ядра, обнаружив поразительное влияние на саму ткань времени.
Жаклин Макклири, доцент кафедры физики Северо-Восточного университета, проливает свет на это захватывающее явление.
"Почти столько же времени, сколько существует организованное общество, мы пытаемся следить за временем, или хотя бы за днями или сезонами", - объясняет Макклири.
"Ядро, кора, океаны, изменение климата, ледниковая изостатическая перестройка - все эти факторы [способствуют] изменению скорости вращения Земли с измеримой скоростью, которая накапливается по секунде в год или что-то в этом роде", - продолжает она.
Универсальное координированное время в сравнении с международным атомным временем
Чтобы понять значение этого открытия, необходимо разобраться в двух основных методах измерения времени: Универсальное координированное время (UTC) и Международное атомное время (TAI).
UTC, также известное как астрономическое время, долгое время было мировым стандартом для часов и хронометража, основанным на вращении Земли и ее положении среди звезд.
Однако, как отмечает Макклири, вращение Земли - далеко не постоянный барабанный бой, на него постоянно влияют гравитационные силы Солнца, Луны и самой Земли, а также приливы и отливы и вращение ее ядра.
Появилось атомное время, или TAI, - гораздо более строгий стандарт, который изменяется настолько мало, что может быть даже статичным. В 1958 году международное хронометрическое сообщество согласилось синхронизировать UTC и TAI.
Но к 1972 году ученые заметили, что вращение Земли стало замедляться, что привело к расхождению между двумя методами хронометража. Чтобы синхронизировать их, родилась "високосная секунда".
Таяние ледников и полярных льдов
Макклири выделяет несколько факторов, ответственных за снижение скорости вращения Земли, в том числе приливную блокировку.
"Луна притягивает Землю, Земля притягивает Луну, и со временем это приводит к тому, что Земля замедляется на мизерную величину - примерно одна часть на 10 миллиардов - но не пренебрежимо малую", - говорит она.
Таяние ледников со времен ледникового периода и, в последнее время, таяние полярных льдов, вызванное антропогенным изменением климата, также сыграли свою роль.
По мере того как талая вода рассеивается, образуя массу воды в районе экватора, земля, ранее запертая подо льдом на полюсах, поднимается обратно, затрудняя вращение Земли и удлиняя день по Гринвичу.
"По мере таяния ледников и медленного восстановления Земли и перераспределения массы, которая когда-то находилась на полюсах, к экваторам - поскольку жидкость легче распространяется, жидкость реагирует на вращение - скорость вращения Земли замедляется", - уточняет МакКлири.
Ядро Земли - скрытый игрок в игре с хронометром
Однако последние исследования показали удивительный поворот: Земля больше не замедляется. Более того, она начинает понемногу ускоряться.
Если в период с 1972 по 1999 год високосные секунды добавлялись почти каждый год, чтобы скорректировать замедление вращения Земли, то за последние 23 года их было добавлено всего четыре, причем последняя - в 2016 году.
Ученые обнаружили, что в то время как изменение климата, по словам Макклири, "нажимает на тормоза", жидкая часть ядра Земли также замедляется, влияя на скорость вращения поверхности планеты.
"Ядро Земли, жидкая часть, тоже вращается, и иногда оно испытывает случайные изменения, случайные флуктуации. Сейчас ядро Земли за последние несколько десятилетий случайным образом замедлилось, и в результате сложной серии взаимодействий между жидкой частью ядра, мантией и корой, или твердой частью Земли, кора стала вращаться быстрее", - объясняет Макклири.
"Это случайное изменение во вращении ядра, а именно замедление скорости вращения, приводит к ускорению вращения поверхности Земли, что приводит к сокращению дней", - отмечает она.
Отрицательная високосная секунда: своевременная корректировка
Через несколько лет это может привести к введению отрицательной високосной секунды для синхронизации атомного и астрономического времени, хотя последствия таяния полярных льдов могут отсрочить необходимость перевода часов с 2026 на 2029 год.
Хотя корректировка часов на одну секунду может показаться незначительной, Макклири подчеркивает потенциальное влияние на глобальные системы.
"Хотя наша компьютерная инфраструктура приспособлена для работы с положительными високосными секундами, практически ни одна из наших сетей или веб-служб не приспособлена для работы с отрицательными високосными секундами", - предупреждает Макклири.
"Они не знают, как перейти от 12:00:03 к 12:00:02. По сути, это аналогично ошибке Y2K, когда нужно было перепрограммировать все, чтобы обеспечить четырехзначные годы", - заключает она.
