Deň už trvá o niečo dlhšie. Za jeho predĺženie môže ľudstvo

Text vyšiel pôvodne v denníku Washington Post.

Myslíte si, že ľudia majú relatívne malú úlohu v tom, ako sa Zem pohybuje vo vesmíre? Zdá sa, že práve ľudstvo mení spôsob, akým sa otáča naša planéta - a to ovplyvňuje tiež dĺžku našich dní.

Pohyby Zeme boli miliardy rokov určované predovšetkým silami mimo ľudského vplyvu, ako je napríklad príťažlivosť Mesiaca a procesy v jadre a plášti planéty. Teraz tieto pohyby ovplyvňuje topenie zemských ľadovcov, ktoré urýchľuje otepľovanie spôsobené človekom.

Podľa dvoch nedávnych štúdií sa v dôsledku topenia veľkých ľadových más na Zemi v posledných desaťročiach mierne predĺžili dni a posunula sa os zemskej rotácie.

Predlžovanie a posuny síce môžu byť pre ľudí nepostrehnuteľné, ale dokážu ovplyvniť presnosť navigačných systémov alebo narušiť výpočty pri vypúšťaní a pristávaní satelitov - a toto dodatočné spomalenie rotácie Zeme pravdepodobne zostane minimálne niekoľko nasledujúcich desaťročí, aj keď sa vplyv človeka na klímu spomalí.

„Klimatické zmeny roztápajú toľko ľadu, že môžeme pozorovať obrovský vplyv na samotný spôsob, akým sa planéta otáča,“ povedal Surendra Adhikari, geofyzik z Laboratória prúdového pohonu NASA a autor oboch prác.

Zem ako krasokorčuliarka

S globálnym nárastom teplôt pocítili polárne oblasti Zeme najväčší nápor tepla, ktoré pribudlo od 20. storočia. Topenie grónskeho a antarktického ľadového príkrovu spôsobilo takmer tretinu globálneho zvýšenia hladiny morí od začiatku 90. rokov 20. storočia. Topenie však nemá vplyv len na hladinu morí.

S topením polárneho ľadu sa voda presúva od pólov smerom k rovníku, čím sa naša Zem otáča pomalšie, pretože sa stáva objemnejšou.

Predstavte si krasokorčuliarku, ktorá sa otáča pomalšie, keď má vystreté ruky v porovnaní s rukami pri tele. To isté platí aj pre rotáciu Zeme, povedal Benedikt Soja, spoluautor a profesor na ETH Zürich.

Súvisiaci článok Súvisiaci článok Meteorológ Šinger z Pohody: Chápem, že sa mnohí báli, ale piatková búrka nebola extrémna Čítajte 

Soja a jeho tím vo svojich zisteniach uverejnených v pondelok v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences ukázali, že nedávne rýchle topenie grónskeho a antarktického ľadu predĺžilo dĺžku dní. Na základe minulých pozorovaní a prognostických modelov zistili, že úbytok ľadu predĺžil deň na Zemi o 0,3 až 1 milisekundu za storočie v priebehu 20. storočia. Od roku 2000 sa však tempo zrýchlilo na 1,33 milisekundy za storočie.

Už miliardy rokov má na rýchlosť rotácie našej planéty dominantný vplyv Mesiac. Mesiac ťahá za oceány planéty a spôsobuje príliv a odliv, čím vytvára odpor a spomaľuje rotáciu Zeme. Podľa autorov štúdie sa rotácia Zeme v dôsledku gravitačných síl Mesiaca predvídateľne a neustále spomaľuje - približne o 2,40 milisekundy za storočie.

Štúdia však „ukazuje, čo my ako ľudia môžeme skutočne ovplyvniť, pokiaľ ide o zmenu správania a dynamiky Zeme“.

Nový dominantný faktor

Niektorých vedcov súvislosť štúdie so zmenou klímy neprekvapila. Richard Peltier, fyzik z Torontskej univerzity, pred viac ako desiatimi rokmi publikoval štúdiu, v ktorej uviedol, že „zdokumentované zmeny v rotácii Zeme boli spôsobené procesom globálneho otepľovania“. Iná nedávna štúdia ukázala, ako toto klimaticky vyvolané predlžovanie dňa ovplyvňuje naše meranie času a oneskoruje priestupnú sekundu.

Nový výskum však ukazuje, že klimatické zmeny majú väčší vplyv, ako sa doteraz predpokladalo, a predpokladá, ako sa môže rotácia Zeme naďalej meniť, ak sa globálne otepľovanie zhorší. Vedci zapojení do štúdie odhadli, že do roku 2100 by sa v dôsledku topenia ľadu mohli dni predĺžiť o 2,62 milisekundy za storočie, ak sa radikálne neznížia emisie skleníkových plynov. Aj v prípade obmedzenia emisií sa predpokladá, že dĺžka dňa na Zemi sa v nasledujúcich desaťročiach predĺži približne o 1,00 milisekundy za storočie.

Spomalenie v dôsledku topenia ľadu „by sa mohlo stať novým dominantným faktorom, ktorý by prekonal Mesiac, ktorý miliardy rokov formoval rotáciu Zeme,“ povedal Soja.

Niekoľko milisekúnd tu alebo tam sa nemusí zdať ako veľký problém, ale v priebehu miliárd rokov sa môžu pridať hodiny. A čo je možno dôležitejšie pre súčasnosť: Tieto milisekundové zmeny môžu ovplyvniť aj technológie.

Naše GPS a navigačné systémy sa spoliehajú na túto presnosť „na úrovni milisekúnd, inak by sme robili veľmi veľké chyby pri určovaní polohy a navigácii,“ povedal Soja.

Pre budúci výskum

Naša planéta nemení len to, ako rýchlo sa otáča, ale aj to, kde sa otáča.

Zem sa otáča na pomyselnej čiare od severného a južného pólu, ale táto čiara nie je pevná. Body, v ktorých sa os rotácie stretáva s povrchom Zeme, sa posúvajú a kolíšu o niekoľko centimetrov ročne a o niekoľko metrov každé storočie.

Soja, Adhikari a ich tím teraz dokázali bezprecedentne podrobne určiť, aké faktory ovplyvňovali tieto „polárne pohyby“ za posledných 120 rokov. Zistili, že podľa ďalšej nedávnej štúdie uverejnenej v časopise Nature Geoscience zohráva pri týchto výkyvoch úlohu úbytok ľadovej hmoty zo severného a južného pólu.

„Mohli sme vidieť, že klimatická zmena - teda to, čo sa deje na povrchu - môže mať v podstate aj malý vplyv na dynamiku, ktorá sa odohráva v samotnom vnútri Zeme, napríklad v zemskom jadre,“ povedal Soja.

Súvisiaci článok Súvisiaci článok Minulý mesiac bol celosvetovo najteplejším zaznamenaným júnom Čítajte 

Vedci už dlho poznajú niektoré prírodné procesy, ktoré môžu vyvolať zmeny hmotnosti na planéte a v jej vnútri, a tým ovplyvniť jej os rotácie. Napríklad konvekčné prúdy hlboko v plášti môžu pohybovať tektonickými doskami na povrchu. Tepelné toky vo vonkajšom jadre Zeme, ktoré pomáhajú vytvárať magnetické pole Zeme, tiež môžu meniť hmotnosť.

Teraz pridajte klimatické zmeny. Keďže sa z pólov stráca ľad, strata hmoty môže narušiť geometriu Zeme a mať väčší vplyv na posunutie zemskej osi. V novej štúdii sa zistilo, že takéto prerozdelenie hmoty na zemskom povrchu vrátane topenia ľadu a globálnych zmien v zásobách vody predstavuje 90 percent zmien medzi jednotlivými rokmi a desaťročiami.

Mostafa Kiani Shahvandi, hlavný autor štúdie o zemskej osi aj o dĺžke dňa, uviedol, že tieto povrchové procesy, ako je topenie ľadu, môžu posúvať os viac ako procesy vnútri Zeme.

Adhikari dodal, že ľudia ešte dôkladne neskúmali vplyv klimatických zmien na polárny pohyb, a aj jeho práce sú len dočasným východiskom. „Otvárame otázky pre budúci výskum.“