Jorda roterer saktare – og vi er skuld i det
Nye funn frå geofysikarar syner at smeltande isbrear og stigande verdshav faktisk bremsar rotasjonen til planeten vår. Endringa målast riktignok i tusendedelar av eit sekund, men tempoet og konsekvensane urolar dei ekspertane som arbeider med presis tidsmåling.
I fleire tiår viste målingar at dagen hadde vorte litt kortare dei siste femti åra. No har den tendensen snudd. Eit forskarlag som har publisert resultata sine i Journal of Geophysical Research: Solid Earth, dokumenterer at dagslengda byrjar å veksa – i eit tempo som knapt har hatt maken i Jordens geologiske historie.
1,33 millisekund per hundre år – kva tyder det eigentleg?
Ifølgje forskaranes utrekningar vert dagen no forlenga med om lag 1,33 millisekund per hundre år, i hovudsak som følgje av menneskeleg aktivitet. Ved første augekast høyrest det ut som ingenting. Du kjem ikkje til å få tid til ein ekstra episode av favorittserien din, og du vil ikkje kjenna at du søv lengre.
Men problemet ligg ein annan stad. Ei så rask endring av planetens rotasjon på så kort tid burde overhovudet ikkje finna stad utan ein svært kraftig ytre faktor. Forskarar frå ei rekkje universitet er samde om at den globale oppvarminga har gripe inn i ein mekanisme som har verka i millionar av år utan nemneverdig endring.
Fordelinga av vassmassar på planeten endrar seg raskare enn nokon gong i den nære fortida. Når vassmassane forskyv seg frå polare strok mot ekvator, vert tregleiksmomentet til Jorda endra, og rotasjonen bremsar.
Kunstskøyteløpareffekten på planetarisk nivå
Forskarane forklarar fenomenet ved hjelp av ein enkel analogi frå skøytebana. Når ein kunstskøyteløpar trekkjer armane inn mot kroppen, byrjar ho å rotere raskare. Strekker ho dei ut – fell farten. Det følgjer av lova om bevaring av impulsmoment: masse nærare rotasjonsaksen aukar hastigheita, medan masse fordelt lengre unna bremsar han.
Noko svært liknande skjer med Jorda i dag. Når isbrear og havisdekkjer er utbreidde, held ein enorm vassmasse seg konsentrert tett ved polane. Etter kvart som isen smeltar, rører denne massen seg ut i verdshava og forskyv seg mot lågare breiddegrader. Det aukar tregleiksmomentet til planeten og får rotasjonen til å avta litt.
Tidlegare gjekk slike endringar umåteleg sakte og kom frå naturlege prosessar: påverknad frå Månen, rørsler i tektoniske plater, langsom deformasjon av jordskorpa eller svingingar i sjølve kjernen til planeten. Men denne geologiske bakgrunnsstøyen verka vanlegvis i motsett retning – han akselererte rotasjonen heller enn å bremsa han.
Forskarar frå Massachusetts Institute of Technology og andre institusjonar har dokumentert at endringstakten har akselerert dramatisk sidan år 2000. I databasar over geologiske oppteikningar fann dei ingen samanliknbar forandring over så kort ein periode. Funnet kom fram etter analyse av data frå satellittane GRACE og GRACE-FO, som overvaker tyngdefeltet til Jorda.
Kva fortel oppteikningane frå den geologiske djupna oss?
For å forstå kor eksepsjonelt dette augneblinken er, gjekk forskarane 3,6 millionar år attende i tid til pliocen-epoken. Det fanst sjølvsagt ingen ur frå den gongen, så dei nytta seg av «arkiv» bevarte i klipper og fossil.
I sentrum for merksemda deira stod mikroskopiske organismar – bentiske foraminiferarar, som eingong levde på havbotnen. Skala deira inneheld grunnstoff der det innbyrdes tilhøvet varierte etter havnivået. Jo meir vatn som var fanga i isbrear, desto lågare låg verdshava. Når isen smelta – steig havet.
Ved å analysera den kjemiske samansetjinga av slike forsteiningane frå etterfølgjande geologiske lag kan ein rekonstruera følgjande:
- Korleis havnivåa endra seg i dei ulike epokane
- Kva som skjedde med isdekkja på Grønland og Antarktis
- Korleis denne omfordelinga av masse påverka rotasjonen til Jorda
- Kva den faktiske dagslengda var for millionar av år sidan
- Kva periodar som synte eit samanliknbart endringstempo med notida
- Kva skilnaden var mellom naturlege og menneskeskapte faktorar
Data frå fortida er naturlegvis ufullstendige. Det er her moderne matematiske verktøy kom inn i biletet. Laget nytta ein deep learning-algoritme som «lærte» mønster i kjende fragment av oppteikninga og deretter med ein viss sannsynlegheit fylte inn dei manglande periodane. Slik lukkast det å rekonstruera utviklinga i dagslengda over ein lang, fleiremillionar år lang tidshorisont.
Forskarar frå University of California analyserte sediment frå Stillehavet og Atlanterhavet. I heile denne enorme databasen over tider og hendingar fann dei berre éin episode som svarar til notidas tempo for forlenging av dagen. Ho fann stad for om lag 2 millionar år sidan, då Jorda var på veg inn i ein periode med kraftige klimasvingingar knytte til naturlege orbitale syklusar.
Kvifor den noverande endringa er utan sidestykke i nyare historie
Den gongen utvida og trekte isdekkja seg i ein rytme med eit forløp på titusinar av år. Vassmassane forskyv seg difor mellom polane og resten av planeten, noko som faktisk bremsa rotasjonen. Skilnaden er at den dåverande prosessen gjekk føre seg i svært lange astronomiske syklusar, medan den noverande vert driven av oss – i tid målt i tiår.
Forfattarane av undersøkinga understrekar at det frå byrjinga av det 21. hundreåret har skjedd noko aldri før sett i den menneskelege sivilisasjonens målestokk. I løpet av berre to tiår byrja dagslengda å veksa i eit tempo som naturlege faktorar ville ha brukt heile årtusinar på å oppnå.
Forskarane seier det direkte: den noverande anomalien er av antropogen karakter – han spring ut av menneskeleg aktivitet og utslepp av klimagassar. Det tyder at klimaet har slutta med berre å «bidra» til naturlege svingingar. Det har vorte den primære aktøren som endrar måten planeten vår roterer på. I den grad at eit forlengjingstempo for dagen som er samanliknbart med notidas, berre er funne éin gong i dei siste 3,6 millionar åras historie.
Dersom utsleppa av klimagassar held fram på noverande kurs, anslår forskarane at tempoet for forlenging av dagen innan utgangen av det 21. hundreåret kan stiga til om lag 2,62 millisekund per hundreår. Det er ein storleik som overgår påverknaden Månen har på rotasjonen til planeten vår.
Sett frå kvardagslivet er desse millisekunda umerkjelege. Sett frå perspektivet til dei teknologiane sivilisasjonen byggjer på, er det ei heilt anna sak. Klimatologar frå Goddard Institute for Space Studies åtvarar om at verknadene vil hope seg opp raskare enn tidlegare rekna med.
Når sluttar atomur å stemma overeins med rotasjonen til planeten?
Den moderne verda fungerer fordi nesten alt deler eit felles, presist tidsreferansepunkt. Datanett, internett, satellittar, finansmarknader – overalt er brøkdelar av sekund avgjerande. Grunnlaget er atomur som er synkroniserte globalt og knytte til den såkalla koordinerte verdstida UTC.
Sjølv det minste avviket mellom atomtid og den faktiske rotasjonen til Jorda kan krevja kostbare korreksjonar i heile den digitale infrastrukturen. Hittil har løysinga vore såkalla skottsekund, som av og til vert lagde til for å «ta inn att» den skiftande rotasjonshastigheita. Omfanget av forstyrrelsane dei nye studia omtaler, tyder på at slike lappeløysingar i framtida kanskje ikkje vil strekkja til, eller at dei vil vera vanskelege å bruka i si noverande form.
Dei moglege konsekvensane vil mellom anna råka:
- GPS-system og annan satellittnavigasjon, som krev ekstremt presis synkronisering
- Straumnett som i sanntid balanserer produksjon og forbruk av elektrisitet, og som vil måtta justera algoritmane sine
- Satellittbasert kommunikasjon og klimaobservasjonar frå bane, som vil krevja ny kalibrering
- Børsalgoritmar som utfører transaksjonar på millisekund og vil måtta ta nye parametrar med i reknestykket
Ingeniørar frå European Space Agency arbeider allereie med system som automatisk kan kompensera for desse endringane. Forskarane forsikrar om at dei oppsamla problema heller vil oppstå i ei fjernare framtid enn i løpet av dei noverande generasjonane si levetid. Det endrar likevel ikkje på at ein allereie i dag er nøydd til å ta desse endringane med i rekninga ved utforming av system som skal fungera feilfritt i årtier framover.
Millisekund som åtvaring til komande generasjonar
Ei avbremsing av rotasjonen til Jorda kan avfeiast som ein «kosmisk detalj» som berre interesserer geofysikarar. Ein slik tankegang fører lett til den feilaktige konklusjonen at det berre er snakk om ein vitskapleg kuriositet. I verkelegheita har vi å gjera med endå eit svært tydeleg signal om kor djuptgripande menneskeslekta grip inn i heile planeten si verksemd.
Vi omformar ikkje berre klimaet, men òg fordelinga av masse på Jorda, rørsla hennar og dei ura som tida vert fastsett etter. Komande generasjonar vil måtta forvalta ein stadig meir kompleks tidsinfrastruktur, tilpassa ein planet som ikkje lenger roterer slik han gjorde på 1900-talet.
Frå eit praktisk synspunkt tyder kvar ekstra grad med oppvarming ikkje berre ekstreme vêrhendingar og migrasjon av millionar av menneske frå oversvøymde område. Det er òg ei rekkje stille, nær irreversible forskyvingar i sjølve «mekanismen» til Jorda. Påverknaden på dagslengda er éin av dei – usynleg på armbandsuret, men svært tydeleg i vitskaplege data. Ein kan berre håpa at vi klarar å ta desse signala på alvor i tide og tilpassa handlingane våre deretter.
