Atoomklokken, gecombineerd met nauwkeurige astronomische metingen, hebben onthuld dat de lengte van een dag plotseling langer wordt, en wetenschappers weten niet waarom.

Dit heeft niet alleen kritieke gevolgen voor onze tijdregistratie, maar ook voor zaken als GPS en andere technologieën die ons moderne leven beheersen.

In de afgelopen decennia is de rotatie van de aarde om haar as - die bepaalt hoe lang een dag duurt - versneld. Deze trend heeft onze dagen korter gemaakt; in feite, in juni 2022 we hebben een record gevestigd voor de kortste dag in de afgelopen halve eeuw of zo.

Maar ondanks dit record is die gestage versnelling sinds 2020 merkwaardig genoeg veranderd in een vertraging - de dagen worden weer langer en de reden is tot nu toe een mysterie.

Terwijl de klokken in onze telefoons aangeven dat er precies 24 uur in een dag zitten, is de werkelijke tijd die nodig is voor De aarde om een ​​enkele omwenteling te voltooien varieert enigszins. Deze veranderingen vinden plaats over perioden van miljoenen jaren tot bijna onmiddellijk - zelfs aardbevingen en stormgebeurtenissen kunnen een rol spelen.

Het blijkt dat een dag zeer zelden precies het magische getal van 86,400 seconden is.

De steeds veranderende planeet

Gedurende miljoenen jaren is de rotatie van de aarde vertraagd als gevolg van wrijvingseffecten die verband houden met de getijden die door de maan worden aangedreven. Dat proces voegt elke eeuw ongeveer 2.3 milliseconden toe aan de lengte van elke dag. Een paar miljard jaar geleden was een dag van de aarde slechts ongeveer 19 uur kunt opladen.

De afgelopen 20,000 jaar heeft een ander proces in de tegenovergestelde richting gewerkt, waardoor de rotatie van de aarde wordt versneld. Toen de laatste ijstijd eindigde, verminderde de smeltende polaire ijskappen de oppervlaktedruk en begon de aardmantel gestaag naar de polen te bewegen.

Net zoals een balletdanser sneller draait als ze hun armen naar hun lichaam brengen - de as waaromheen ze draaien - zo neemt de draaisnelheid van onze planeet toe wanneer deze mantelmassa dichter bij de aardas komt. En dit proces verkort elke dag met ongeveer 0.6 milliseconden per eeuw.

Gedurende tientallen jaren en langer komt ook de verbinding tussen het binnenste en het oppervlak van de aarde in het spel. Grote aardbevingen kunnen de lengte van een dag veranderen, hoewel normaal gesproken in kleine hoeveelheden. Zo zou de grote Tōhoku-aardbeving van 2011 in Japan, met een kracht van 8.9, de omwenteling van de aarde met een relatief kleine snelheid hebben versneld. 1.8 microseconden.

Afgezien van deze grootschalige veranderingen, hebben het weer en het klimaat over kortere perioden ook een belangrijke invloed op de rotatie van de aarde, waardoor variaties in beide richtingen ontstaan.

De tweewekelijkse en maandelijkse getijdecycli verplaatsen massa over de planeet, waardoor de lengte van de dag in beide richtingen tot een milliseconde kan veranderen. We kunnen getijvariaties zien in daglengteregistraties over perioden tot 18.6 jaar. Vooral de beweging van onze atmosfeer heeft een sterk effect en ook zeestromingen spelen een rol. Seizoensgebonden sneeuwbedekking en regenval, of grondwaterwinning, veranderen de zaken verder.

Waarom vertraagt ​​​​de aarde plotseling?

Sinds de jaren zestig, toen operators van radiotelescopen over de hele planeet technieken begonnen te bedenken om observeer tegelijkertijd kosmische objecten zoals quasars, hebben we zeer nauwkeurige schattingen gehad van de rotatiesnelheid van de aarde.

Een vergelijking tussen deze schattingen en een atoomklok heeft de afgelopen jaren een schijnbaar steeds korter wordende daglengte aan het licht gebracht.

Maar er is een verrassende onthulling als we eenmaal de rotatiesnelheidsfluctuaties wegnemen waarvan we weten dat ze optreden als gevolg van de getijden en seizoenseffecten. Ondanks De aarde toen het zijn kortste dag bereikte op 29 juni 2022, lijkt het langetermijntraject sinds 2020 te zijn verschoven van verkorting naar verlenging. Deze verandering is ongekend in de afgelopen 50 jaar.

De reden voor deze wijziging is niet duidelijk. Het kan te wijten zijn aan veranderingen in weersystemen, met back-to-back La Niña-evenementen, hoewel deze eerder hebben plaatsgevonden. Het zou kunnen zijn dat de ijskappen meer smelten, hoewel die de afgelopen jaren niet enorm zijn afgeweken van hun constante smeltsnelheid. Kan het te maken hebben met de vulkanische explosie in Tonga? enorme hoeveelheden water in de atmosfeer injecteren? Waarschijnlijk niet, aangezien dat in januari 2022 gebeurde.

Wetenschappers hebben gespeculeerd dat deze recente, mysterieuze verandering in de rotatiesnelheid van de planeet verband houdt met een fenomeen dat de "Chandler-wobble" wordt genoemd - een kleine afwijking in de rotatie-as van de aarde met een periode van ongeveer 430 dagen. Waarnemingen van radiotelescopen laten ook zien dat de wiebeling de afgelopen jaren is afgenomen; de twee kunnen worden gekoppeld.

Een laatste mogelijkheid, waarvan wij denken dat die aannemelijk is, is dat er niets specifieks is veranderd binnen of rond de aarde. Het kunnen gewoon getijdeneffecten op lange termijn zijn die parallel werken met andere periodieke processen om een ​​tijdelijke verandering in de rotatiesnelheid van de aarde teweeg te brengen.

Hebben we een 'negatieve schrikkelseconde' nodig?

Het precies begrijpen van de rotatiesnelheid van de aarde is cruciaal voor een groot aantal toepassingen - navigatiesystemen zoals GPS zouden niet werken zonder. Ook voegen tijdwaarnemers om de paar jaar schrikkelseconden toe aan onze officiële tijdschalen om ervoor te zorgen dat ze niet uit de pas lopen met onze planeet.

Als de aarde zou verschuiven naar nog langere dagen, moeten we misschien een "negatieve schrikkelseconde" opnemen - dit zou ongekend zijn, en kan het internet breken.

De noodzaak van negatieve schrikkelseconden wordt op dit moment als onwaarschijnlijk beschouwd. Voor nu kunnen we het nieuws verwelkomen dat we - althans voor een tijdje - allemaal elke dag een paar milliseconden extra hebben.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Krediet van het beeld: qimono / 504 beelden