طول روزهای زمین به طور مرموزی در حال افزایش است مشاهدات نجومی دقیق، همراه با ساعت‌های اتمی، نشان داده‌اند که طول روز به طور ناگهانی طولانی‌تر می‌شود. دانشمندان نمی دانند چرا! این موضوع نه تنها بر زمان‌سنجی ما، بلکه بر مواردی مانند GPS و سایر فناوری‌های دقیقی که بر زندگی مدرن ما حاکم هستند تأثیرات مهمی دارد.
طول روزهای زمین به طور مرموزی در حال افزایش است
چرخش زمین به دور محور خود در چند دهه گذشته افزایش یافته است. در ژوئن ۲۰۲۲ ما رکورد کوتاه‌ترین روز را در نیم قرن گذشته یا بیشتر ثبت کردیم. با این حال، علیرغم این رکورد، از سال ۲۰۲۰، آن سرعت ثابت به طرز عجیبی به کاهش سرعت تبدیل شده است. اکنون، روزها دوباره طولانی‌تر می‌شوند و دلیل آن تاکنون یک راز باقی مانده است. در حالی که ساعت‌های تلفن‌های ما دقیقاً ۲۴ ساعت در روز را نشان می‌دهند، زمان واقعی که طول می‌کشد تا زمین یک چرخش را انجام دهد، کمی متفاوت است. این تغییرات گاهی در طول میلیون‌ها سال اتفاق می‌افتد .
سیاره همیشه در حال تغییر
چرخش زمین در طول میلیون‌ها سال به دلیل اثرات اصطکاک مرتبط با جزر و مدهای ماه کاهش یافته است. این فرآیند هر ۱۰۰ سال حدود ۲٫۳ میلی ثانیه به طول هر روز اضافه می کند. چند میلیارد سال پیش، یک روز زمین تنها حدود ۱۹ ساعت بود.
در ۲۰۰۰۰ سال گذشته، فرآیند دیگری در جهت مخالف کار کرده است و چرخش زمین را سرعت بخشید. وقتی آخرین عصر یخبندان به پایان رسید، ذوب شدن صفحات یخی قطبی فشار سطحی را کاهش داد و زمین به طور پیوسته به سمت قطب ها حرکت کرد.سرعت چرخش سیاره ما با نزدیک‌تر شدن این جرم به محور زمین افزایش می‌یابد. این فرآیند هر روز حدود ۰٫۶ میلی ثانیه در هر قرن کوتاه شده است.
زمین‌لرزه‌های بزرگ می‌توانند طول روز را تغییر دهند
در طول چندین دهه و بیشتر، ارتباط بین سطح داخلی و سطح زمین نیز مطرح می شود. زمین‌لرزه‌های بزرگ می‌توانند طول روز را تغییر دهند، اگرچه معمولاً با مقادیر کم. به عنوان مثال، زمین لرزه بزرگ توهوکو در سال ۲۰۱۱ در ژاپن، با بزرگی ۸٫۹، اعتقاد بر این است که چرخش زمین را تا ۱٫۸ میکروثانیه سرعت بخشیده است.
جدا از این تغییرات در مقیاس بزرگ، در دوره های کوتاه تر، آب و هوا نیز تأثیرات مهمی بر چرخش زمین دارند و باعث ایجاد تغییرات در هر دو جهت می شوند.
چرخه‌های جزر و مدی دو هفته‌ای و ماهانه جرمی را در اطراف سیاره جابه‌جا می‌کنند و باعث تغییراتی در طول روز تا یک میلی‌ثانیه در هر جهت می‌شوند. ما می توانیم تغییرات جزر و مدی را در رکوردهای طول روز در دوره هایی به مدت ۱۸٫۶ سال ببینیم. حرکت اتمسفر ما تأثیر بسیار قوی ای دارد و جریان های اقیانوسی نیز نقش دارند. پوشش فصلی برف و بارندگی، یا استخراج آب های زیرزمینی، اوضاع را بیشتر تغییر می دهد.
چرا زمین ناگهان کند می شود؟
از دهه ۱۹۶۰، زمانی که اپراتورهای تلسکوپ های رادیویی در اطراف سیاره شروع به ابداع تکنیک هایی برای مشاهده همزمان اجرام کیهانی مانند اختروش ها کردند، ما تخمین های بسیار دقیقی از سرعت چرخش زمین داشته ایم. استفاده از تلسکوپ های رادیویی برای اندازه گیری چرخش زمین شامل مشاهدات منابع رادیویی مانند اختروش ها است. مقایسه بین این اندازه‌گیری‌ها و ساعت اتمی نشان می‌دهد که در چند سال گذشته طول روز به‌ظاهر کوتاه‌تر شده است.
اما وقتی نوسانات سرعت چرخش را که می دانیم به دلیل جزر و مد و اثرات فصلی رخ می دهد، حذف کنیم، یک افشای شگفت انگیز وجود دارد. علیرغم اینکه زمین در ۲۹ ژوئن ۲۰۲۲ به کوتاه ترین روز خود رسیده است، به نظر می رسد مسیر بلندمدت از سال ۲۰۲۰ از کوتاه شدن به طولانی شدن تغییر کرده است. این تغییر در ۵۰ سال گذشته بی سابقه بوده است.
دلیل این تغییر مشخص نیست و می تواند به دلیل تغییرات در سیستم های آب و هوا، با رویدادهای پشت سر هم لانینا باشد، اگرچه این موارد قبلاً رخ داده است. این موضوع می تواند ذوب شدن صفحات یخ را افزایش دهد، اگرچه این صفحات انحراف زیادی از سرعت ذوب ثابت خود در سال های اخیر نداشته اند.
دانشمندان حدس می زنند که این تغییر مرموز اخیر در سرعت چرخش سیاره مربوط به پدیده ای به نام “تلو تلو خوردن چندلر” است ( یک انحراف کوچک در محور چرخش زمین با دوره ای حدودا ۴۳۰ روزه) مشاهدات از تلسکوپ‌های رادیویی نیز نشان می‌دهد که در سال‌های اخیر این ارتعاش کاهش یافته است. شاید این دو به هم مرتبط باشند.
یکی از احتمالات نهایی، که به نظر ما قابل قبول است، این است که هیچ چیز خاصی در داخل یا اطراف زمین تغییر نکرده است. این فقط می تواند اثرات جزر و مدی طولانی مدتی باشد که به موازات سایر فرآیندهای دوره ای برای ایجاد یک تغییر موقت در سرعت چرخش زمین کار می کند.
آیا ما به یک «ثانیه کبیسه منفی» نیاز داریم؟
درک دقیق سرعت چرخش زمین برای بسیاری از برنامه‌ها بسیار مهم است – سیستم‌های ناوبری مانند GPS بدون آن کار نمی‌کنند. همچنین، هر چند سال یک بار، زمان‌سنج‌ها، ثانیه‌های جهشی را در مقیاس‌های زمانی رسمی ما وارد می‌کنند تا مطمئن شوند که با سیاره ما همگام نمی‌شوند.
اگر زمین به روزهای طولانی‌تری تغییر کند، ممکن است لازم باشد یک “ثانیه کبیسه منفی” را وارد کنیم – این بی‌سابقه خواهد بود و ممکن است اینترنت را خراب کند. البته نیاز به ثانیه های کبیسه منفی در حال حاضر بعید به نظر می رسد.
