Hogyan lassítja a jég olvadása a Föld forgását – és torzítja el az időt

A jégtáncos-effektus planetáris méretekben

A Föld nem tökéletes időmérő. Bolygónk forgása fokozatosan lassul több milliárd éve, főként a Hold gravitációs vonzásának köszönhetően. De egy új erő lépett be az egyenletbe: a jégtakarók olvadása. Ahogy a sarki jég eltűnik az óceánokban, több milliárd tonna tömeget helyez át a pólusokról az egyenlítő felé, ami arra kényszeríti a bolygót, hogy lassabban forogjon – hasonlóan egy műkorcsolyázóhoz, aki kinyújtja a karjait forgás közben.

A fizika egyszerű. A perdületmegmaradás törvénye kimondja, hogy amikor egy forgó test tömege távolabb kerül a tengelyétől, a forgás lelassul. Ahogy az olvadékvíz Grönlandról és az Antarktiszról a világ óceánjaiba áramlik, növeli az egyenlítői kidudorodást, növeli a bolygó tehetetlenségi nyomatékát, és fékezi a Föld forgását.

Milliszekundumok, amelyek számítanak

A számok elhanyagolhatóan kicsinek tűnnek. 2000 óta a napok körülbelül 1,33 milliszekundummal hosszabbodtak meg évszázadonként – ez a sebesség az elmúlt 3,6 millió évben páratlan, a Bécsi Egyetem és az ETH Zürich kutatása szerint. Ha az üvegházhatású gázok kibocsátása továbbra is magas marad, ez az érték megduplázódhat, és 2100-ra elérheti a 2,62 milliszekundumot évszázadonként.

A kutatók a múltbeli forgási sebességeket bentikus foraminiferák – apró, egysejtű tengeri szervezetek fosszíliái, amelyek kémiai összetétele rögzíti az ősi óceáni viszonyokat – segítségével rekonstruálták. A feljegyzések azt mutatják, hogy a mai változási sebesség messze felülmúlja a geológiai történelem több millió évében tapasztaltakat.

Miért érdekli ez a GPS-t és a számítógépeket?

Egy milliszekundum jelentéktelennek tűnhet, de a modern civilizáció a pontos időmérésen alapul. A GPS-műholdak, a tőzsdék, az elektromos hálózatok és a távközlési hálózatok mind a másodperc milliárdod részére pontos szinkronizációra támaszkodnak. Még az atomi idő (TAI) és a megfigyelt napidő (UT1) közötti kis eltéréseket is korrigálni kell.

Ez a korrekció szökőmásodpercek formájában történik – egy másodperces korrekciók, amelyeket a koordinált világidőhöz (UTC) adnak hozzá. 1972 óta 27 szökőmásodpercet illesztettek be, mind pozitívat. De egy versengő tendencia – a Föld magjának forgásának enyhe gyorsulása – a közelmúltban felvetette az első negatív szökőmásodperc lehetőségét, ami azt jelentette volna, hogy egy másodpercet kell kivonni a globális órákból.

Itt jön a képbe a jég olvadásának ironikus fordulata. A Nature-ben megjelent tanulmány szerint a sarki olvadás annyira lelassította a Föld forgását, hogy körülbelül három évvel elhalasztotta ezt a példátlan negatív szökőmásodpercet, 2026-ról körülbelül 2029-re tolva azt. Valójában a klímaváltozás extra időt biztosít a világ számítógépes hálózatainak, hogy felkészüljenek egy olyan kiigazításra, amelyet a NASA Jet Propulsion Laboratory megjegyzése szerint a legtöbb rendszer soha nem lett arra tervezve, hogy kezeljen.

Egy probléma, amelyet senki sem oldott meg

Egy szökőmásodperc kivonása olyan kihívást jelent, amelyet egyes szakértők a Y2K hibához hasonlítanak. Bár a szoftvereket évtizedek óta javítják, hogy éjfélkor hozzáadjanak egy másodpercet az UTC-hez, gyakorlatilag egyetlen jelentős hálózatot vagy webszolgáltatást sem teszteltek egy másodperc törlésére. A 23:59:59-ről való visszalépés azt jelentené, hogy a valós idejű rendszereknek ki kell hagyniuk egy ütemet – ez a forgatókönyv a repülésben, a pénzügyekben és a felhőalapú számítástechnikában is hibákhoz vezethet.

A szélesebb tudományos közösség teljesen elutasította a szökőmásodperceket. 2022-ben a Súlyok és Mértékek Általános Konferenciája megszavazta a szökőmásodpercek eltörlését 2035-re, lehetővé téve, hogy az atomi idő és a napidő szélesebb tűréshatáron belül eltérjen egymástól. Addig a mérnököknek szembe kell nézniük azzal a kényelmetlen valósággal, hogy a Föld forgása már nem megbízható óra.

A nagyobb kép

A Föld forgásának lassulása önmagában nem katasztrófa. A napok nem fognak észrevehetően meghosszabbodni egyetlen emberi élet során sem. De ez feltűnő illusztrációja annak, hogy az emberi tevékenység milyen mélyen átalakítja a bolygót – nemcsak a légkörét és az óceánjait, hanem a térben való alapvető mozgását is. Amikor elegendő jég olvad ahhoz, hogy mérhetően megváltoztassa egy 6 szextillió tonnás kőzet forgási sebességét, a változás mértékét nehéz figyelmen kívül hagyni.