I giorni della Terra sono misteriosamente aumentati di lunghezza – gli scienziati non sanno perché

Osservazioni astronomiche attente, combinate con orologi atomici, hanno rivelato che la lunghezza del giorno è diventata improvvisamente più lunga. Gli scienziati non sanno perché.

Ciò ha implicazioni cruciali non solo per il nostro cronometraggio, ma anche per cose come il GPS e altre precise tecnologie che governano le nostre vite moderne.

La rotazione della Terra sul proprio asse è accelerata negli ultimi decenni. Poiché questo determina la lunghezza della giornata, questa tendenza sta accorciando le nostre giornate. Infatti, nel giugno 2022 Abbiamo stabilito un record! Per il giorno più corto in mezzo secolo o giù di lì.

Tuttavia, nonostante questo record, dal 2020 questa accelerazione stranamente costante si è trasformata in un rallentamento. Ora le giornate si stanno allungando di nuovo e il motivo finora rimane un mistero.

Mentre gli orologi nei nostri telefoni indicano che ci sono esattamente 24 ore in un giorno, il tempo effettivo impiegato dalla Terra per completare un ciclo può variare leggermente. A volte questi cambiamenti si verificano per periodi di milioni di anni e altre volte quasi istantaneamente. Ad esempio, anche i terremoti e gli eventi temporaleschi possono svolgere un ruolo.

Si scopre che oggi il numero magico di 86.400 secondi è molto raro.

Il pianeta in continua evoluzione

La rotazione terrestre è rallentata nel corso di milioni di anni a causa degli effetti dell’attrito associati alle maree lunari. Questo processo aggiunge circa 2,3 millisecondi alla durata di ogni giorno ogni 100 anni. Qualche miliardo di anni fa stava per accadere la Giornata della Terra 19 ore.

Negli ultimi ventimila anni, un altro processo ha funzionato nella direzione opposta, accelerando la rotazione terrestre. Quando l’ultima era glaciale terminò, lo scioglimento delle calotte polari abbassò la pressione superficiale e il mantello terrestre iniziò a muoversi costantemente verso i poli.

Proprio come le ballerine girano più velocemente quando puntano le braccia verso il loro corpo – l’asse attorno al quale ruotano – la velocità di rotazione del nostro pianeta aumenta man mano che questa massa del mantello si avvicina all’asse terrestre. Questo processo è stato ridotto ogni giorno di circa 0,6 millisecondi per secolo.

Per decenni e oltre, anche il rapporto tra l’interno della Terra e la sua superficie gioca un ruolo. Grandi terremoti possono cambiare la durata della giornata, anche se di solito in piccole quantità. Ad esempio, si ritiene che il terremoto del Grande Tohoku del 2011 in Giappone, di magnitudo 8,9, abbia accelerato la rotazione terrestre di una quantità relativamente piccola. 1,8 microsecondi.

Oltre a questi cambiamenti su larga scala, in periodi più brevi, il tempo e il clima hanno anche importanti effetti sulla rotazione terrestre, causando differenze in entrambe le direzioni.

I cicli di marea bimestrali e mensili spostano la massa intorno al pianeta, causando variazioni nella durata di un giorno fino a millisecondi in entrambe le direzioni. Possiamo vedere le variazioni di marea Registra la lunghezza del giorno per periodi fino a 18,6 anni. Il movimento della nostra atmosfera ha un’influenza particolarmente forte e anche le correnti oceaniche svolgono un ruolo. Il manto nevoso stagionale, la pioggia o l’estrazione delle acque sotterranee cambiano ancora di più le cose.

Perché la Terra sta rallentando improvvisamente?

Dagli anni ’60, quando gli operatori di radiotelescopi di tutto il pianeta iniziarono a inventare tecnologie Rilevare contemporaneamente oggetti cosmici come i quasarabbiamo stime molto accurate della velocità di rotazione terrestre.

L’uso di radiotelescopi per misurare la rotazione terrestre include osservazioni di sorgenti radio come i quasar. a lui attribuito:[{” attribute=””>NASA Goddard

A comparison between these measurements and an atomic clock has revealed a seemingly ever-shortening length of day over the past few years.

But there’s a surprising reveal once we take away the rotation speed fluctuations we know happen due to the tides and seasonal effects. Despite Earth reaching its shortest day on June 29, 2022, the long-term trajectory seems to have shifted from shortening to lengthening since 2020. This change is unprecedented over the past 50 years.

The reason for this change is not clear. It could be due to changes in weather systems, with back-to-back La Niña events, although these have occurred before. It could be increased melting of the ice sheets, although those have not deviated hugely from their steady rate of melt in recent years. Could it be related to the huge volcano explosion in Tonga injecting huge amounts of water into the atmosphere? Probably not, given that occurred in January 2022.

Scientists have speculated this recent, mysterious change in the planet’s rotational speed is related to a phenomenon called the “Chandler wobble” – a small deviation in Earth’s rotation axis with a period of about 430 days. Observations from radio telescopes also show that the wobble has diminished in recent years. Perhaps the two are linked.

One final possibility, which we think is plausible, is that nothing specific has changed inside or around Earth. It could just be long-term tidal effects working in parallel with other periodic processes to produce a temporary change in Earth’s rotation rate.

Do we need a ‘negative leap second’?

Precisely understanding Earth’s rotation rate is crucial for a host of applications – navigation systems such as GPS wouldn’t work without it. Also, every few years timekeepers insert leap seconds into our official timescales to make sure they don’t drift out of sync with our planet.

If Earth were to shift to even longer days, we may need to incorporate a “negative leap second” – this would be unprecedented, and may break the internet.

The need for negative leap seconds is regarded as unlikely right now. For now, we can welcome the news that – at least for a while – we all have a few extra milliseconds each day.

Written by:

• Matt King – Director of the ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, University of Tasmania
• Christopher Watson – Senior Lecturer, School of Geography, Planning, and Spatial Sciences, University of Tasmania

This article was first published in The Conversation.