Durata zilelor pe Pământ a crescut în mod misterios, iar oamenii de știință nu găsesc o explicație

• De-a lungul a milioane de ani, rotația Pământului a încetinit din cauza efectelor de frecare asociate cu mareele antrenate de Lună.
• Ciclurile de maree de la două săptămâni și de la o lună deplasează masa în jurul planetei, provocând modificări ale duratei zilei de până la o milisecundă în ambele direcții.
• Se crede că Marele Cutremur Tōhoku din 2011 din Japonia, cu o magnitudine de 8,9, a accelerat rotația Pământului cu o perioadă relativ mică, de 1,8 microsecunde.

Ceasurile atomice, combinate cu măsurători astronomice precise, au dezvăluit că durata unei zile devine brusc mai lungă, iar oamenii de știință nu știu de ce. Acest lucru are un impact critic nu doar asupra cronometrării timpului, ci și asupra unor lucruri precum GPS și a altor tehnologii care ne guvernează viața.

În ultimele câteva decenii, rotația Pământului în jurul axei sale – care determină durata unei zile – s-a accelerat. Această tendință a făcut ca zilele noastre să fie mai scurte; de fapt, în iunie 2022 am stabilit un record pentru cea mai scurtă zi din ultima jumătate de secol sau cam așa ceva. Dar, în ciuda acestui record, începând din 2020, acea accelerare constantă a trecut în mod curios la o încetinire – zilele devin din nou mai lungi, iar motivul este până acum un mister.

În timp ce ceasurile din telefoanele noastre indică faptul că există exact 24 de ore într-o zi, timpul real de care are nevoie Pământul pentru a efectua o singură rotație variază foarte puțin. Aceste schimbări au loc pe perioade de la milioane de ani până la aproape instantaneu – chiar și cutremurele și furtunile pot juca un rol. Se pare că o zi este foarte rar exact numărul magic de 86.400 de secunde.

Planeta se află în continuă schimbare

De-a lungul a milioane de ani, rotația Pământului a încetinit din cauza efectelor de frecare asociate cu mareele antrenate de Lună. Acest proces adaugă aproximativ 2,3 milisecunde la lungimea fiecărei zile în fiecare secol. Cu câteva miliarde de ani în urmă, o zi pe Pământ avea doar aproximativ 19 ore.

În ultimii 20.000 de ani, un alt proces a lucrat în direcția opusă, accelerând rotația Pământului. Când s-a încheiat ultima eră glaciară, topirea calotelor de gheață polare a redus presiunea la suprafață, iar mantaua Pământului a început să se deplaseze în mod constant spre poli.

La fel cum un dansator de balet se rotește mai repede pe măsură ce își apropie brațele de corp – axa în jurul căreia se rotește -, tot așa și viteza de rotație a planetei noastre crește atunci când această masă de mantaua se apropie de axa Pământului. Iar acest proces scurtează fiecare zi cu aproximativ 0,6 milisecunde în fiecare secol.

De-a lungul deceniilor și mai mult, legătura dintre interiorul și suprafața Pământului a devenit un subiect de interes. Cutremurele majore pot schimba durata zilei, deși, în mod normal, cu mici modificări. De exemplu, se crede că Marele Cutremur Tōhoku din 2011 din Japonia, cu o magnitudine de 8,9, a accelerat rotația Pământului cu o perioadă relativ mică, de 1,8 microsecunde. În afară de aceste schimbări la scară largă, pe perioade mai scurte, vremea și clima au, de asemenea, un impact important asupra rotației Pământului, provocând variații în ambele direcții.

Ciclurile de maree de la două săptămâni și de la o lună deplasează masa în jurul planetei, provocând modificări ale duratei zilei de până la o milisecundă în ambele direcții. Putem observa variații ale mareelor în înregistrările privind lungimea zilei pe perioade de până la 18,6 ani. Mișcarea atmosferei noastre are un efect deosebit de puternic, iar curenții oceanici joacă, de asemenea, un rol important. Stratul de zăpadă și precipitațiile sezoniere, extracția apelor subterane modifică și mai mult lucrurile.

De ce încetinește brusc Pământul?

Începând cu anii 1960, când operatorii radiotelescoapelor din jurul planetei au început să elaboreze tehnici de observare simultană a obiectelor cosmice, cum ar fi quasarii, dispunem de estimări foarte precise ale vitezei de rotație a Pământului.

O comparație între aceste estimări și un ceas atomic a dezvăluit o durată a zilei aparent tot mai scurtă în ultimii ani, dar există o dezvăluire surprinzătoare odată ce eliminăm fluctuațiile vitezei de rotație despre care știm că se întâmplă din cauza mareelor și a efectelor sezoniere. În ciuda faptului că Pământul a atins cea mai scurtă zi pe 29 iunie 2022, traiectoria pe termen lung pare să se fi schimbat de la scurtarea la prelungirea zilei începând cu 2020. Această schimbare este fără precedent în ultimii 50 de ani.

Motivul acestei schimbări nu este clar. S-ar putea să se datoreze unor schimbări în sistemele meteorologice, cu evenimente La Niña consecutive, deși acestea au mai avut loc și înainte. Ar putea fi o creștere a topirii calotelor de gheață, deși acestea nu s-au abătut foarte mult de la ritmul lor constant de topire din ultimii ani. Ar putea fi legată de explozia uriașă a vulcanului din Tonga, care a injectat cantități uriașe de apă în atmosferă? Probabil că nu, având în vedere că aceasta a avut loc în ianuarie 2022.

Oamenii de știință au speculat că această schimbare recentă și misterioasă a vitezei de rotație a planetei este legată de un fenomen numit Chandler wobble – o mică abatere a axei de rotație a Pământului cu o perioadă de aproximativ 430 de zile. Observațiile efectuate cu ajutorul radiotelescoapelor arată, de asemenea, că wobble-ul s-a diminuat în ultimii ani; cele două ar putea fi legate.

O ultimă posibilitate, pe care noi o considerăm plauzibilă, este că nimic anume nu s-a schimbat în interiorul sau în jurul Pământului. Ar putea fi vorba doar de efecte de maree pe termen lung care acționează în paralel cu alte procese periodice pentru a produce o schimbare temporară a vitezei de rotație a Pământului.