Smeltend poolijs vertraagt ​​de rotatie van de aarde en kan de tijd beïnvloeden

De opwarming van de aarde heeft de rotatie van de aarde enigszins vertraagd en kan van invloed zijn op de manier waarop we de tijd meten.

Uit een woensdag gepubliceerde studie blijkt dat het smelten van het poolijs – een versnellende trend die voornamelijk wordt veroorzaakt door door de mens veroorzaakte klimaatverandering – ervoor heeft gezorgd dat de aarde minder snel ronddraait dan anders het geval zou zijn.

Terwijl ijs aan de polen smelt, verandert het waar de massa van de aarde geconcentreerd is, zei studieauteur Duncan Agnew, een geofysicus bij de Scripps Institution of Oceanography van de Universiteit van Californië in San Diego. Deze verandering heeft op zijn beurt invloed op de hoeksnelheid van de planeet.

Agnew vergeleek de dynamiek met een kunstschaatser die ronddraait op het ijs: “Als je een schaatser hebt die begint te draaien, zijn armen laat zakken of zijn benen strekt, gaat hij langzamer rijden.” Maar als de armen van de schaatser naar binnen worden getrokken, zal de schaatser sneller draaien.

Daarom betekent minder vast ijs aan de polen meer massa rond de evenaar, het middel van de aarde.

“Wat je doet met smeltend ijs is dat je het bevroren water op plekken als Antarctica en Groenland meeneemt, dat bevroren water laat smelten en vloeistoffen naar andere plekken op de planeet transporteert”, zegt Thomas Herring. Een hoogleraar geofysica aan het MIT die niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. “Water stroomt naar de evenaar.”

De studie suggereert met andere woorden dat de menselijke invloed een kracht heeft gemanipuleerd die wetenschappers, sterrenkijkers en wetenschappers al duizenden jaren in verwarring brengt, iets dat lange tijd als constant werd beschouwd en buiten de controle van de mensheid lag.

“Het is indrukwekkend, zelfs voor mij, dat we iets hebben gedaan dat meetbaar verandert hoe snel de aarde draait,” zei Agnew. “Er gebeuren ongekende dingen.”

Zijn studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, suggereert dat klimaatverandering een rol speelt die zo belangrijk is in de rotatie van de aarde dat deze de tegenovergestelde richting opgaat. Door een combinatie van factoren is de aarde de afgelopen decennia sneller gaan draaien, een tijdelijke trend die wetenschappers er voor het eerst toe heeft gebracht te overwegen om tegen 2026 wereldwijd één ‘negatieve schrikkelseconde’ af te trekken van de klokken. Maar het smelten van het poolijs heeft vertraging opgelopen. Deze kans is volgens Agnew ongeveer drie jaar.

Als tijdwaarnemingsorganisaties uiteindelijk besluiten een negatieve schrikkelseconde toe te voegen, kan deze wijziging computernetwerken ontwrichten.

De reden dat er historisch gezien aanpassingen in een schrikkelseconde nodig waren, is dat zelfs zonder klimaatverandering de dagelijkse rotatie van de aarde in de loop van miljoenen jaren langzamer is geworden, ook al lijkt deze constant.

Volgens een uitgevoerd onderzoek waren de dagen ongeveer 70 miljoen jaar geleden korter en duurden ze ongeveer 23,5 uur Voorgestelde paleoceanografie en paleoklimatologie. Dit betekent dat dinosauriërs uit het Krijt de planeet 372 dagen per jaar zagen.

Er zijn verschillende belangrijke factoren die de rotatie van de planeet beïnvloeden en die soms in conflict werken.

Getijdenwrijving in de oceanen, gedeeltelijk als gevolg van de zwaartekracht van de maan, vertraagt ​​de rotatie van de aarde. Ondertussen is de aardkorst sinds de laatste ijstijd in sommige gebieden aan het stijgen als reactie op het wegvallen van het gewicht van de ijskappen. Dit effect verandert naarmate de massa wordt verdeeld en de rotatie van de planeet versnelt. Beide processen zijn redelijk constant en hebben voorspelbare snelheden.

Een andere factor is de beweging van vloeistoffen in de vloeibare binnenkern van de aarde, een wildcard die de snelheid van de rotatie van de aarde kan versnellen of vertragen, zei Agnew. Fluctuaties in de kern van de aarde zijn de belangrijkste reden dat de planeet de afgelopen decennia sneller draait dan verwacht.

Deze snellere rotatie heeft tijdwaarnemers ertoe aangezet om – voor het eerst sinds de gecoördineerde universele tijd officieel werd aangenomen in de jaren zestig – te overwegen of het zinvol is om een ​​schrikkelseconde in te voeren om de universele tijd consistent te houden met de rotatie van de aarde.

Maar het smelten van het poolijs doorbreekt deze trend en voorkomt elk beslissingsmoment over het toevoegen van een negatieve schrikkelseconde. Volgens de schattingen van Agnew heeft hij deze mogelijkheid uitgesteld van 2026 naar 2029, als het huidige tempo van de rotatie van de aarde aanhoudt.

Naarmate de klimaatverandering toeneemt, verwachten onderzoekers dat smeltend ijs een grotere impact zal hebben op de manier waarop de planeet draait.

“Het zal in de loop van de tijd een grotere bijdrage leveren en naarmate het smelten versnelt, verwachten we dat dit waarschijnlijk zal gebeuren,” zei Herring. Hij voegde eraan toe dat de nieuwe studie een alomvattende en krachtige analyse was die onderzoek uit verschillende wetenschappelijke disciplines combineert.

De noodzaak voor tijdwaarnemers om de mondiale tijd in lijn te houden met de rotatie van de aarde is geen nieuw fenomeen. Maar historisch gezien omvatte dit ook het toevoegen van schrikkelseconden aan de algemene standaard voor klokken, wanneer de vertraging van de rotatie van de aarde ervoor zorgt dat de astronomische tijd achterloopt op de atomaire tijd (gemeten aan de hand van de trilling van atomen in atoomklokken).

Het optellen of aftrekken van schrikkelseconden is pijnlijk, omdat ze het potentieel hebben om satelliet-, financiële en energietransmissiesystemen te ontwrichten die afhankelijk zijn van uiterst nauwkeurige timing. Daarom, In 2022 stemden wereldtijdwaarnemers voor het afschaffen van de schrikkelseconde optel- en aftrekkingsoperaties tegen 2035 en waardoor de universele tijd kan afwijken van het tempo van de rotatie van de aarde.

“Er is sinds 2000 een campagne gevoerd om schrikkelseconden af ​​te schaffen”, zegt Agnew.

Ongeacht of de klokken nu veranderen of niet, het idee dat smeltend poolijs de rotatie van de aarde beïnvloedt, geeft aan hoe belangrijk deze kwestie is. Onderzoek heeft al de diepgaande impact beschreven die ijsverlies zal hebben op kustgemeenschappen.

Wetenschappers verwachten dat de stijging van de zeespiegel zal versnellen naarmate het klimaat warmer wordt, een proces dat honderden jaren zal doorgaan. Vorig jaar waarschuwden vooraanstaande poolonderzoekers in een rapport dat delen van grote ijskappen zouden kunnen instorten, en dat kustgemeenschappen zich moesten voorbereiden op een zeespiegelstijging van enkele meters. Als de mensheid toestaat dat de gemiddelde temperatuur op aarde met 2 graden Celsius stijgt, kan de planeet een zeespiegelstijging van meer dan 12 meter tegemoet zien.