Topiaci sa ľad spomaľuje rotáciu Zeme – a deformuje čas

Efekt krasokorčuliara v planetárnom meradle

Zem nie je dokonalý časomer. Rotácia našej planéty sa postupne spomaľuje už miliardy rokov, najmä v dôsledku gravitačného ťahu Mesiaca. Do rovnice však vstúpila nová sila: topiace sa ľadovce. Keď sa polárny ľad stráca v oceánoch, presúva miliardy ton hmoty z pólov smerom k rovníku, čo núti planétu otáčať sa pomalšie – podobne ako krasokorčuliar, ktorý rozpaží ruky počas otáčania.

Fyzika je priamočiara. Zákon zachovania momentu hybnosti hovorí, že keď sa hmota rotujúceho objektu pohybuje ďalej od jeho osi, rotácia sa spomaľuje. Keď sa voda z topenia ľadovcov v Grónsku a Antarktíde vlieva do svetových oceánov, zväčšuje sa rovníková výduť, zvyšuje sa moment zotrvačnosti planéty a brzdí sa rotácia Zeme.

Milisekundy, na ktorých záleží

Čísla znejú triviálne. Od roku 2000 sa dni predlžujú približne o 1,33 milisekundy za storočie – čo je tempo, ktoré nemá obdobu za posledných 3,6 milióna rokov, podľa výskumu Viedenskej univerzity a ETH Zürich. Ak emisie skleníkových plynov zostanú vysoké, toto číslo by sa mohlo do roku 2100 zdvojnásobiť na 2,62 milisekundy za storočie.

Výskumníci rekonštruovali minulé rýchlosti rotácie pomocou bentických foraminifer – drobných fosílií jednobunkových morských organizmov, ktorých chémia zaznamenáva starodávne oceánske podmienky. Záznam ukazuje, že dnešné tempo zmien ďaleko prevyšuje čokoľvek za milióny rokov geologickej histórie.

Prečo sa GPS a počítače starajú

Milisekunda sa môže zdať bezvýznamná, ale moderná civilizácia funguje na presnom meraní času. Satelity GPS, burzy cenných papierov, elektrické siete a telekomunikačné siete sa spoliehajú na synchronizáciu presnú na miliardtiny sekundy. Dokonca aj malé odchýlky medzi atómovým časom (TAI) a pozorovaným slnečným časom (UT1) sa musia korigovať.

Táto korekcia prichádza vo forme priestupných sekúnd – jednsekundových úprav pridaných ku koordinovanému svetovému času (UTC). Od roku 1972 bolo vložených 27 priestupných sekúnd, všetky pozitívne. Konkurenčný trend – mierne zrýchlenie rotácie zemského jadra – však nedávno vyvolal vyhliadku na vôbec prvú negatívnu priestupnú sekundu, ktorá by si vyžadovala odpočítanie jednej sekundy z globálnych hodín.

Tu prichádza k ironickému zvratu vplyvom topenia ľadu. Podľa štúdie publikovanej v časopise Nature, topenie polárneho ľadu spomalilo rotáciu Zeme natoľko, že odložilo túto bezprecedentnú negatívnu priestupnú sekundu približne o tri roky, z roku 2026 na približne rok 2029. V podstate klimatická zmena poskytuje svetovým počítačovým sieťam viac času na prípravu na úpravu, ktorú, ako poznamenáva Jet Propulsion Laboratory NASA, väčšina systémov nikdy nebola navrhnutá na zvládnutie.

Problém, ktorý nikto nevyriešil

Odpočítanie priestupnej sekundy predstavuje výzvu, ktorú niektorí odborníci prirovnávajú k problému Y2K. Zatiaľ čo softvér bol desaťročia opravovaný, aby pridal sekundu o polnoci UTC, prakticky žiadna významná sieť alebo webová služba nebola testovaná na jej odstránenie. Prechod z 23:59:59 dozadu by znamenal, že systémy v reálnom čase musia preskočiť jeden úder – scenár, ktorý je živnou pôdou pre poruchy v letectve, financiách a cloud computingu.

Širšia vedecká komunita sa voči priestupným sekundám úplne ohradila. V roku 2022 Generálna konferencia pre váhy a miery odhlasovala zrušenie priestupných sekúnd do roku 2035, čím umožnila, aby sa atómový čas a slnečný čas od seba odchyľovali v rámci širšej tolerancie. Dovtedy inžinieri čelia nepríjemnej realite, že rotácia Zeme už nie je spoľahlivými hodinami.

Širší obraz

Spomalenie rotácie Zeme samo o sebe nie je katastrofou. Dni sa počas ľudského života citeľne nepredĺžia. Slúži to však ako pozoruhodná ilustrácia toho, ako hlboko ľudská činnosť pretvára planétu – nielen jej atmosféru a oceány, ale aj jej základný pohyb v priestore. Keď sa roztopí dostatok ľadu na to, aby sa merateľne zmenila rýchlosť otáčania 6-sextiliónovej tony skaly, rozsah zmeny je ťažké ignorovať.