افزایش مرموز طول روز‌های زمین

فرارو- ساعت‌های اتمی همراه با اندازه گیری‌های نجومی دقیق نشان داده‌اند که طول یک روز به طور ناگهانی طولانی‌تر می‌شود و دانشمندان نمی‌دانند علت این موضوع چیست.

به گزارش فرارو به نقل از کانورسیشن، افزایش طول یک روز نه تنها بر زمان‌سنجی ما تاثیر مهمی دارد بلکه بر سیستم موقعیت‌یابی جهانی (GPS) و سایر فناوری‌هایی که بر زندگی مدرن ما حاکم هستند نیز تاثیرگذار است. در طول چند دهه گذشته، چرخش زمین به دور محور خود که طول روز را تعیین می‌کند افزایش یافته است. این روند روز‌های ما را کوتاه‌تر کرده است.

در واقع، در ژوئن ۲۰۲۲ رکورد کوتاه‌ترین روز در نیم قرن گذشته یا بیش‌تر ثبت شد. با این وجود، علیرغم این رکورد، از سال ۲۰۲۰ میلادی این افزایش سرعت ثابت به طرز عجیبی به کاهش سرعت تبدیل شده و روز‌ها دوباره طولانی می‌شوند و دلیل آن تا کنون یک راز ناشناخته باقی مانده است.

در حالی که ساعت‌های گوشی‌های هوشمند تلفن همراه ما دقیقا ۲۴ ساعت در روز را نشان می‌دهند زمان واقعی که به طول می‌انجامد تا زمین یک چرخش واحد را انجام دهد متفاوت است. این تغییرات در طول دوره‌های میلیون هاساله تا تقریبا آنی رخ می‌دهند حتی زلزله و رویداد‌های طوفان نیز می‌توانند در آن نقش داشته باشند. معلوم می‌شود که یک روز به ندرت دقیقا عدد جادویی ۸۶۴۰۰ ثانیه است.

سیاره همیشه در حال تغییر

طی میلیون‌ها سال چرخش زمین به دلیل اثرات اصطکاک مرتبط با جزر و مد‌های ماه کاهش یافته است. این فرآیند در هر قرن حدود ۲.۳ میلی ثانیه به طول هر روز اضافه می‌کند. چند میلیارد سال پیش یک روز زمینی تنها حدود ۱۹ ساعت بود. در ۲۰۰۰۰ سال گذشته، فرآیند دیگری در جهت مخالف عمل کرده و چرخش زمین را سرعت بخشیده است. زمانی که آخرین عصر یخبندان به پایان رسید ذوب شدن صفحات یخی قطبی فشار سطحی را کاهش داد و گوشته زمین به طور پیوسته به سمت قطب‌ها حرکت کرد.

همانطور که یک رقصنده باله زمانی که بازوهایش را به سمت بدن خود می‌چرخاند (محوری که به دور آن می‌چرخد) سرعت چرخش سیاره ما نیز زمانی افزایش می‌یابد که این توده گوشته به محور زمین نزدیک‌تر می‌شود و این فرآیند هر روز حدود ۰.۶ میلی ثانیه در هر قرن کوتاه می‌شود.

در طول چندین دهه و بیش تر، ارتباط بین سطح داخلی و سطح زمین نیز مطرح شده است. زمین لرزه‌های بزرگ (اگرچه معمولا با مقادیر کم) می‌توانند طول روز را تغییر دهند. برای مثال، اعتقاد بر این است که زمین لرزه بزرگ توهوکو در سال ۲۰۱۱ میلادی در ژاپن با بزرگی ۸.۹ ریشتر چرخش زمین را به اندازه ۱.۸ میکروثانیه سرعت بخشیده است.

جدای از این تغییرات در مقیاس کلان، در دوره‌های کوتاه‌تر آب و هوا نیز تاثیرات مهمی بر چرخش زمین دارند و باعث ایجاد تغییرات در هر دو جهت می‌شوند. چرخه‌های جزر و مدی دو هفته‌ای و ماهانه جرمی را در اطراف سیاره جابجا می‌کنند و باعث تغییر در طول روز تا یک میلی ثانیه در هر جهت می‌شوند. ما می‌توانیم تغییرات جزر و مدی را در رکورد‌های طول روز در دوره‌هایی به مدت ۱۸.۶ سال ببینیم. حرکت اتمسفر ما تاثیر شدیدی دارد و جریان‌های اقیانوسی نیز نقش دارند. پوشش فصلی برف و بارندگی یا استخراج آب‌های زیر زمینی اوضاع را بیش‌تر تغییر می‌دهند.

چرا زمین ناگهان کُند می‌شود؟

از دهه ۱۹۶۰ میلادی زمانی که اپراتور‌های تلسکوپ‌های رادیویی در اطراف سیاره شروع به ابداع تکنیک‌هایی برای مشاهده همزمان اجرام کیهانی مانند اختروش یا کوازار (یک هسته فعال به شدت نورانی و دوردست که وابسته به یک کهکشان جوان است) کردند ما تخمین‌های بسیار دقیقی از سرعت چرخش زمین داشته ایم.

مقایسه بین این تخمین‌ها و یک ساعت اتمی نشان می‌دهد که طول روز به ظاهر در چند سال گذشته کوتاه شده است. با این وجود، زمانی که نوسانات سرعت چرخش را (که می‌دانیم به دلیل جزر و مد و اثرات فصلی رخ می‌دهد) حذف کنیم یک موضوع شگفت‌انگیز فاش می‌شود. علیرغم اینکه زمین در ۲۹ ژوئن ۲۰۲۲ میلادی به کوتاه‌ترین روز خود رسیده است به نظر می‌رسد مسیر بلند مدت از سال ۲۰۲۰ میلادی از کوتاه شدن به طولانی شدن تغییر یافته است. این تغییر در نیم قرن گذشته بی‌سابقه بوده است.

دلیل این تغییر مشخص نیست. این موضوع می‌تواند به دلیل تغییرات در سیستم‌های آب و هوا با رویداد‌های متوالی لانینا (وضعیتی است که در آن، قسمت مرکزی و شرقی استوایی اقیانوس آرام آب سردتر از حالت طبیعی می‌شود) باشد اگرچه این موارد پیش‌تر رخ داده اند. هم چنین، احتمال دارد ذوب شدن صفحات یخ را افزایش دهد اگرچه این صفحات انحراف زیادی از سرعت ذوب ثابت خود در سال‌های اخیر نداشته اند. آیا این موضوع می‌تواند مربوط به انفجار بزرگ آتشفشانی در تونگا (جزیره‌ای در شرق استرالیا در اقیانوس آرام) باشد که مقادیر زیادی آب به جو تزریق کرد؟ احتمالا خیر با توجه به این که در ژانویه ۲۰۲۲ میلادی رخ داد.

دانشمندان حدس می‌زنند که تغییر مرموز اخیر در سرعت چرخش سیاره مربوط به پدیده‌ای به نام «چرخش یا تلو تلو خوردن چندلر» است یک انحراف کوچک در محور چرخش زمین با دوره‌ای حدودا ۴۳۰ روزه. مشاهدات تلسکوپ‌های رادیویی نیز نشان می‌دهد که در سالیان اخیر این نوسانات کاهش یافته اند. این دو ممکن است به هم مرتبط باشند.

یکی از احتمالات نهایی که به نظر می‌رسد قابل قبول باشد این است که هیچ چیز خاصی در داخل یا اطراف زمین تغییر نکرده و تنها می‌توان تصور کرد که اثرات جزر و مدی طولانی مدت به موازات سایر فرآیند‌های دوره‌ای برای ایجاد یک تغییر موقت در سرعت چرخش زمین نقش داشته اند.

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. هم چنین، هر چند سال یک بار زمان سنج‌ها ثانیه‌های جهشی را در مقیاس‌های زمانی رسمی ما وارد می‌کنند تا مطمئن شوند که با سیاره‌مان همگام نمی‌شوند. اگر قرار بود 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 دگرگون سازد. نیاز به ثانیه‌های کبیسه منفی در حال حاضر بعید به نظر می‌رسد. در حال حاضر، می‌توانیم از این خبر استقبال کنیم که دست کم برای مدتی همه ما هر روز چند میلی ثانیه اضافی داریم.