Топещите се ледени шапки забавят въртенето на Земята, променяйки начина, по който измерваме времето

Искали ли сте някога да си върнете секунда от живота си? Е, това може един ден да е реалност. И не – не говорим за пътуване във времето.

Проучване, публикувано в сряда в списание Nature, изследва как променящото се въртене на Земята - което не е толкова последователно, колкото си мислите - ще има огромни последици за това как ние измерваме времето, тъй като базираме нашите календари и часовници на това колко време е необходимо на Земята да се завърти напълно.

Това, което открива документът, е, че топящите се полярни ледени шапки преразпределят огромно количество вода от Севера и южните полюси през световните океани. Това води до значително забавяне на въртенето на Земята.

Можете да видите този феномен, когато фигуристка вдигне ръце над главата си, за да се завърти бързо. Когато спусне ръцете си обратно, въртенето й се забавя. Тъй като все повече и повече водна тежест се отклонява от полюсите и се разпределя около изпъкналия център на Земята, въртенето на планетата също се забавя.

„Глобалното затопляне е достигнало до степен, че ефектите от него се проявяват в това как цялата Земя се върти бързо“, пише водещият автор на изследването, геофизикът Дънкан Кар Агню, в изявление за Global News. „Тази промяна в въртенето не е била виждана никога досега и това отново подчертава, че живеем във време, в което се случват безпрецедентни промени.“

В същото време обаче противоположна сила прави Ускорете Земята. От около 50 години тенденциите в ядрото на планетата карат Земята да се ускорява.

След като моделира последиците от тези две конфликтни сили, Агню изчисли, че ще имаме нужда от събитие с „отрицателна високосна секунда“ до 2029 г. при което световните часовници се връщат с една секунда назад за първи път в историята.

„Това никога не се е случвало досега и представлява голямо предизвикателство да се гарантира, че всички части на глобалната инфраструктура за измерване на времето показват едно и също време ”, каза Агню.

Земята се движи към нуждата от отрицателна скочна секунда от десетилетия. Но Агню откри, че ефектът на забавяне на топенето на леда на полюсите на Земята е противодействал на този взрив на скорост и вероятно е забавил тази глобална секунда на отчитане с около три години, изчисли той.

Докато глобалното затопляне очевидно е отложило това отчитане на времето проблем, Agnew казва, че неговото изследване не трябва да се разглежда като положителен страничен ефект от изменението на климата.

„Мисля, че гледането на глобалното затопляне като положително поради ефекта му върху отчитането на времето е като да гледате замърсено езеро и да го гледате като положителен поради интересните цветове,” пише той.

Трикове на търговията с измерване на времето

За да разберем защо може да е необходима отрицателна високосна секунда, първо трябва да разберем как светът показва времето.

Преди изобретяването на атомните часовници, секундата се определяше като 1/86400 от денонощието, като денят се дефинира като едно пълно завъртане на Земята. Единственият проблем е, че въртенето на Земята може да се ускори или забави, което означава, че продължителността на една секунда може да е различна за всеки ден.

През 1967 г. часовниците въведоха атомния часовник като средство за точно определяне на второ, въз основа на трептенията на цезиевите частици, докато излъчват радиация. Както можете да си представите, този квантов процес е много по-постоянен от движенията на топка от пет септилиона килограма, която се движи в космоса.

Но поради различни причини, хронометристите все още искаха часовниците да вървят в крак с въртенето на Земята, така че е създадена система от координирано универсално време (UTC), базирано на атомни часовници, и универсално време (UT1), базирано на въртенето на Земята.

От 1972 г. светът е преживял 27 високосни секунди — една допълнителна секунда, добавена към часовниците — за да поддържа UTC и UT1 във времето едно с друго.

Това е така, защото UT1, или астрономическото време, обикновено тече малко по-бавно — само милисекунди - отколкото UTC или атомно време. Тези ежедневни части от секунди се събират до цели секунди на всеки няколко години, така че понякога се добавя високосна секунда. Вместо 11:59 и 59 секунди, обръщащи се към полунощ, ще има още една секунда в 11:59 и 60 секунди.

Тази система за високосна секунда изглежда предполагаше, че астрономическото време винаги ще бъде по-бавно от атомното. Но напоследък тенденциите в ядрото на Земята накараха планетата да се ускори.

Въртиш ме наоколо

От хиляди години Земята като цяло се забавя. Но в средата на 2010 г. учените наблюдават, че скоростта на забавяне намалява и Земята всъщност започва да се ускорява.

Това се случва, защото ядрото на Земята е разтопена течност и има токове, които го карат да се върти . Agnew заявява, че от 1970 г. въртенето на ядрото постоянно се забавя, което кара твърдата Земя около него да се ускорява.

Това може да изглежда нелогично, но когато една въртяща се маса се забавя, тя прехвърля това е ъглов импулс към всяка маса, с която е свързана, която също може да се върти. Така че забавянето на ядрото означава, че останалата част от Земята се ускорява.

Agnew сподели видеоклип, за да демонстрира този феномен. Човек седи на табуретка, която може да се върти и държи колело на велосипед. Когато завърти колелото на велосипеда и то набере скорост, столчето остава в покой и не се върти. Но когато човекът забави въртящото се колело на велосипеда, столът му започва да се върти. Когато той напълно спре въртенето на колелото, столчето се върти още по-бързо.

Ядрото се ускорява от около 50 години, от 1972 г. насам, каза Агню. Но бързото топене на леда на полюсите от 1990 г. насам е прикрило този ефект.

Без ефекта от топенето на лед Земята ще има нужда от този отрицателен скок на секундата през 2026 г. вместо през 2029 г.

Що се отнася до основната причина, поради която ядрото на Земята се забавя, „Не знаем“, каза Агню.

Границите на високосната секунда

В продължение на десетилетия астрономите пазят универсално и астрономическо време заедно с онези удобни малки високосни секунди. Но операторите на компютърни системи казаха, че тези добавки не са лесни за цялата прецизна технология, на която светът сега разчита. През 2012 г. някои компютърни системи погрешно се справиха с високосната секунда, причинявайки проблеми на Reddit, Linux, Qantas Airlines и други, казаха експерти.

През 2022 г. световните хронометри решиха, че от 2030 г. ще променят стандарти за вмъкване или изтриване на високосна секунда, което го прави много по-малко вероятно.

Технологични компании като Google и Amazon едностранно въведоха свои собствени решения на проблема с високосната секунда, като постепенно добавяха части от секундата за цял ден .

Но изваждането на високосна секунда вместо добавяне на една създава цял куп проблеми. Може да е по-трудно за компютърните програми да прескочат секунда, защото са създадени да добавят време, а не да го изваждат.

„Много компютърни програми за високосни секунди приемат, че всички те са положителни, така че те трябва да бъдат пренаписан, нещо дори по-малко вероятно да бъде направено правилно за всички компютри,” каза Агню. не звучи много, но (например) стандартът на ЕС за определяне на времето за търговия на фондовия пазар е, че
времето на всички сделки трябва да е с точност до 0,001 секунди,” обясни той, добавяйки, че много системи, включително електрическите мрежи, зависят от точното време.

Агню се надява, че неговият документ ще насърчи общността за отчитане на времето да се откаже изцяло от високосната секунда.

„Всичко това означава разхлабване на изискването, че UTC и UT1 никога не са на повече от една секунда. Ако тези срокове можеха да се различават с до една минута, отрицателна стъпка би била изключително малко вероятна, а положителните стъпки биха могли да бъдат планирани десетилетия предварително.“

— с файлове от Associated Press

Последвайте ни в