Компютрите се стресират: дните растат с топенето на полярните шапки

Какво бихте правили с допълнително време в рамките на деня? Да направите тренировка? Да избършете праха в хола си? Или като мен просто бихте избрали да поспите още малко. Оказва се, че дните ни стават все по-дълги - но само с милисекунди. Недостатъчно време за дрямка, но достатъчно дълго, за да доведе до хаос в компютърните ни системи.

Изследователи от швейцарския университет ETH в Цюрих показаха как изменението на климата променя продължителността на деня. За някои това ще звучи нелепо, но явлението е доста добре познато. Със затоплянето на планетата полярните ледени шапки се топят. Водата се влива в океаните, особено в по-ниските географски ширини, което прави планетата ни изпъкнала на екватора - и увеличава продължителността на деня.

Бенедикт Соя, професор по космическа геодезия (използване на прецизни измервания между космически обекти за определяне и разбиране на геометричната форма, ориентацията и гравитационното поле на Земята) в ETH Цюрих и съавтор на изследването, използва примера на фигурист, който прави пирует, за да обясни как това се отразява на въртенето на планетата. Първоначално бързото въртене, когато тя държи ръцете си близо до тялото, се забавя, когато ги изпъне, защото масата се отдалечава от оста на въртене и увеличава физическата инерция. Можете да опитате сами с въртящ се стол на бюрото и няколко тежки книги, ако имате достатъчно място и наоколо не се мотаят колеги, които ще ви погледнат странно.

Когато масата на планетата става по-облична, или по-плоска, тя се върти по-бавно и по този начин земният ден става по-дълъг. Екипът на Соя установява, че между 1900 и 2000 г. са се добавяли между 0,3 и 1 милисекунда на век; след хилядолетието темпът на промяна се е ускорил до 1,3 милисекунди на век, тъй като ледените покривки в Гренландия и Антарктида са се свивали по-бързо.

Фактът, че дните ни не са фиксирани точно на 86 400 секунди, не е новина, но виновни за това до голяма степен са постоянно променящите се фактори извън нашия контрол. Например земетресението в Индонезия през 2004 г. е направило планетата малко по-малка - представете си фигуристката, която вдига ръцете си - и следователно е съкратило деня с 2,68 микросекунди (1 микросекунда е равна на 0,001 милисекунди).

В продължение на милиарди години основният фактор, определящ скоростта на ежедневните пируети на планетата, е Луната. Докато планетата ни се върти, Луната придърпва океаните, създавайки приливи и отливи. Тъй като Земята се върти по-бързо от орбитата на Луната, това придърпване изчерпва енергията ни на въртене и ни забавя с 2,4 милисекунди на век.

Учените от ETH Цюрих предполагат, че ако не се справим с въглеродните си емисии, топенето на полярните ледени шапки може да забави Земята с 2,6 милисекунди на век, което прави хората по-силно влияние върху движението на планетата ни от Луната.

Въпреки това през последните десетилетия имахме редица по-кратки дни, тъй като учените наблюдаваха ускоряване на Земята. Никой не е сигурен защо:

Едно от обясненията е, че въртенето на вътрешното ядро на Земята се е забавило, което означава, че мантията се движи по-бързо, за да запази инерцията си. На 29 юни 2022 г. е регистриран най-краткият ден, който е с близо 1,6 милисекунди под 24 часа, вероятно подпомогнат от промяната в скоростта на вятъра и промяната в динамиката на ядрото.

Има ли значение нещо от това, ако няма да се възползваме от предимството на повече време на разположение? Всъщност, да. Цифровите системи, които използваме, управляващи всичко - от системите за глобално позициониране до финансовите транзакции, разчитат на точното отчитане на времето. Ето защо е важно да можем да разберем съвкупността от всички фактори, които тласкат и дърпат въртенето на Земята.

От 1958 г. насам, когато решихме да синхронизираме променливото астрономическо време и статичното атомно време, се наложи да добавим 27 високосни секунди, за да компенсираме по-дългите дни, като първата беше добавена на 30 юни 1972 г. Но откакто учените започнаха да забелязват, че Земята се ускорява, започна да се говори за отрицателни високосни секунди - вместо да добавяме време, ще го отнемаме.

Това е нещо, което държи учените и инженерите будни през нощта - съвременната грешка Y2K. Никой не е очаквал, че някога ще има нужда от отрицателна високосна секунда, така че тя никога не е била тествана. Както Патриция Тавела, директор на отдел „Време“ в Международното бюро за мерки и теглилки, пише в Nature: „Проблемите, които тя може да създаде, са без прецедент.“ Всъщност дори високосните секунди са се оказвали проблематични: през 2012 г. добавката предизвика затъмнение в Reddit и предизвика големи закъснения на полетите в Австралия. Допълнителната секунда през 2015 г. счупи няколко големи уебсайта и обърка устройствата с Android. През 2017 г. редица сървъри на Cloudflare бяха изключени от мрежата.

Изменението на климата противодейства на по-новата тенденция за по-кратки дни, което позволява решението за отрицателната високосна секунда да бъде отложено за 2029 г., според проучване от 2024 г. Въпреки че някои експерти смятат, че отрицателната високосна секунда е неизбежна, в крайна сметка ще се откажем изцяло от високосните секунди. През 2022 г. Генералната конференция по мерки и теглилки гласува за прекратяване на високосната секунда от 2035 г. в продължение на 100 години. 

През този век, според аргумента, ще измислим нов начин за синхронизиране на човешкото и планетарното време.
Може би това ще ускори отпадането на високосната секунда. Не на последно място, защото вместо това трябва да се съсредоточим върху сложния проблем за спиране на изменението на климата.

Още по темата

Екстремните метеорологични условия са риск за китайските реколти и електроенергия

На лов за прохлада: Туристите избират Скандинавия вместо жегите на европейския юг

Байдън смята, че скептиците по отношение на климатичните промени са "глупави"