Последствия изменения климата повсюду: от утраты биоразнообразия до экстремальных погодных явлений, повышения уровня моря, лесных пожаров и массовой миграции людей. С каждым годом мы узнаем больше о нашем влиянии на окружающую среду, и некоторые из этих открытий гораздо более удивительны, чем другие.
К этому списку теперь можно добавить одно из самых шокирующих научных выводов на сегодняшний день. Ученые недавно обнаружили, что выбросы парниковых газов меняют способ вращения Земли.
Последствия? Дни на Земле становятся длиннее, и это может серьезно повлиять на то, как мы будем измерять время в ближайшие годы.
«Удивительно, что мы, люди, с беспрецедентным изменением климата, которое мы вызвали за последние 100 лет, можем таким образом повлиять на всю Землю. Это может оказаться более мощным, чем любой другой эффект, который до сих пор доминировал во вращении планеты».— пишет профессор Бенедикт Зоя, ученый из ETH Zürich, который входит в число людей, которые помогли раскрыть эту тревожную тенденцию. ВВС.
Больше часов в сутках?
Все мы знакомы с парниковым эффектом: когда мы выделяем такие газы, как углекислый газ, атмосфера Земли удерживает больше тепла, и поэтому глобальная температура повышается.
В прошлом году средняя температура в мире была на 1,18 градуса Цельсия выше средней температуры 20-го века, что еще больше приблизило нас к пределу температуры. 1,5 градусаустановленный в 2015 году как максимальный порог, позволяющий избежать наихудших последствий изменения климата.
Одним из серьезных последствий этого потепления является таяние огромных ледяных масс на Северном и Южном полюсах. Только за последние два года Швейцария потеряла 10 процентов своей ледяной массы. Антарктида теряет 150 миллиардов тонн льда в год, а Гренландия – 270 миллиардов тонн.
В то время как многие совершенно справедливо обеспокоены тем, как это таяние влияет на прибрежные районы, Зоя и его команда задаются другим вопросом — как это массовое перераспределение массы влияет на Землю в более широком масштабе? В недавнем исследовании, опубликованном в Труды Национальной академии наук США (ПНАН)они отвечают на этот самый вопрос.
«Пока лед тает, массата на Земле он перераспределяется из полярных областей в океаны. Это означает, что Земля становится еще более плоской, круглой, а масса отдаляется все дальше от оси вращения».— говорит Зоя.
Какая механика стоит за этим?
Земля, как и любое вращающееся тело, подчиняется закон сохранения импульсачто кратко можно объяснить так: импульс должен сохраняться; зависит от момента инерции и скорости вращения; если массу отодвинуть дальше от оси вращения, момент инерции увеличивается.
Поэтому, чтобы сохранить импульс, пока тает лед, вращение Земли замедляется, и наши дни становятся длиннее.
По словам Зои, это похоже на то, как фигуристка крутится на льду. Когда он вращается с вытянутыми руками, его движение замедляется, а когда он возвращает их обратно к телу, его скорость увеличивается.
Исследование показывает, что между 1900 и 2000 годами влияние климата на продолжительность земного дня составляло от 0,3 до 1,0 миллисекунды за столетие. После 2000 года ускоренное таяние увеличило это значение до 1,3 миллисекунды за столетие. В худшем случае она может достичь 2,6 миллисекунды в столетие к 2100 году, если выбросы останутся неконтролируемыми.
Очевидно, что это небольшие изменения — настолько маленькие, что мы не ощущаем их в повседневной жизни. Но для глобальной технологической сети, которая зависит от точной синхронизации, последствия могут быть огромными.
Все дело во времени
В зависимости от того, в какой временной шкале мы смотрим на вращение Земли, на первый план выходят разные факторы. На протяжении многих тысяч лет наши дни неизбежно становятся длиннее из-за приливного трения, вызванного Луной. Около 1,4 миллиарда лет назад сутки длились всего 19 часов — и с тех пор они постепенно удлинялись.
Но есть и другие факторы. Например, после последнего ледникового периода поверхность земли, долгое время сжимавшаяся огромными ледниковыми щитами, снова начала медленно подниматься. Это перемещает массу Земли дальше на север, ближе к оси вращения, и в результате сокращает продолжительность дней.
«Земная кора не возвращается мгновенно на свое место после сжатия, а очень медленно возвращается в равновесие в течение определенного периода времени. Это означает, что на практике масса движется с юга на север, потому что северные регионы поднимаются».— говорит Дункан Эгнью, почетный профессор Океанографический институт Скриппса.
Еще больше усложняет ситуацию то, что в десятилетнем масштабе ведущую роль играет еще одна сила – ядро Земли. Ядро Земли вращается независимо от поверхности и ускоряется или замедляется в непредсказуемом цикле, который еще до конца не изучен. Агнью объясняет, что с 1970-х годов ядро Земли замедляется, а это значит, что согласно закону сохранения импульса поверхность должна ускоряться, чтобы поддерживать всю систему в равновесии.
Короче говоря, продолжительность дня является результатом постоянного взаимодействия всех этих факторов в разных направлениях. В течение нескольких десятилетий ядро Земли может ускорять или замедлять свое движение и тем самым вызывать противоположный эффект на поверхности. Но на протяжении сотен лет эти колебания выравниваются и не оказывают большого влияния на вращение Земли.
Единственным продолжительным и доминирующим эффектом остается приливное трение, вызванное Луной, которая постоянно тормозит планету – очень, очень медленно.
Но антропогенное изменение климата выводит эту систему из равновесия. Вращение Земли замедляется быстрее, чем мы ожидали. Последствия этого могут быть огромными, хотя и не обязательно отрицательными.
Фотографии: Pixabay
Проблема с хронометражем
Когда дело доходит до измерения времени, ключевую роль играют три основные шкалы времени: Международное атомное время (TAI), Всемирное время (UT1) и Всемирное координированное время (UTC). TAI основан на атомных часах, UT1 определяется вращением Земли, а UTC является наиболее широко используемой шкалой времени, которая пытается согласовать эти два значения.
Дополнительные секунды были введены в 1972 году, чтобы обеспечить синхронизацию UTC с UT1 с точностью до 0,9 секунды.
В отличие от високосных лет, которые предсказуемы, високосные секунды добавляются нерегулярно, когда это необходимо. С 1972 года было добавлено 27 дополнительных секунд, последний раз в 2016 году. Только в 1980-х годах было добавлено девять, в 2010-х — только три, а в 2020-х — ни одной.
Эта разовая система создает серьезные проблемы в современном мире, подключенном к цифровым технологиям, особенно для технологических компаний, которым необходимо синхронизировать все.
В качестве примера можно привести 2012 год, когда високосная секунда привела к сбоям и сбоям в работе таких платформ, как Reddit, Instagram, Pinterest, LinkedIn и Нетфликс. Более 400 полей Кантас также были задержаны после того, как добавленная секунда повлияла на систему бронирования и регистрации авиакомпании.
Недавнее открытие того, что ядро Земли замедляется, еще больше усложняет ситуацию. Если вращение планеты продолжит ускоряться, может потребоваться отрицательная дополнительная секунда, то есть удаление одной секунды от UTC. Это было бы беспрецедентно и создало бы еще большие трудности, поскольку многие системы вообще не предназначены для обработки такой негативной коррекции.
«Такого никогда раньше не случалось. И, честно говоря, я не думаю, что кто-то даже думал, что до этого может дойти».«, — говорит Агнью.
Он сравнивает аналогичный сценарий с Y2K – паника по поводу возможных компьютерных ошибок в начале нового тысячелетия.
«Самое главное, мы не знаем, что может произойти, если мы применим отрицательную дополнительную секунду. Весьма вероятно, что самые худшие проблемы — это те, о которых мы вообще не думали». он предупреждает.
По расчетам Агнью отрицательная дополнительная секунда понадобилась бы уже в 2026 году, если бы не замедляющий эффект изменения климата.
«Глобальное потепление отсрочило необходимость использования отрицательной дополнительной секунды и может даже сделать ее вообще ненужной»говорит он.
Здесь мы, возможно, обнаружили единственный положительный эффект глобального потепления. Чем больше льда тает человечество, тем меньше вероятность того, что потребуется отрицательная дополнительная секунда, потому что замедляющие эффекты снова начнут доминировать.
Но это, конечно, не повод для радости, учитывая все остальные последствия дополнительных выбросов парниковых газов.. И пока мы не разошлись полностью — в 2029 году еще может понадобиться отрицательная дополнительная секунда.
Возможно, пришло время переосмыслить систему
Agnew также предлагает решение: для снижения требуемой точности между различными временными масштабами. Таким образом, отрицательные дополнительные секунды станут ненужными, а положительные поправки можно будет планировать более предсказуемо.
«Это приблизило бы его к високосным годам — добавив фиксированное количество секунд в определенный момент и просто сказав: «Да, это не совсем идеально, но мы можем с этим жить».«, — говорит Агнью.
Это имеет смысл, поскольку в более длительном временном горизонте имеет значение доминирующее замедление, а не сложное поведение ядра Земли или таяние льда.
Считается, что уже ведется работа по внедрению такого подхода с надеждой, что необходимость в дополнительных секундах исчезнет к 2035 году. Однако достижение международного консенсуса остается серьезной проблемой. Если изменения не будут внесены до того, как будет введена отрицательная дополнительная секунда, хаос может стать беспрецедентным. Время буквально истекает.
за важными делами в течение дня следите за нами также в .
