|
Изменение климата замедлило вращение Земли
|
|
|
|
Изменение климата начинает изменять то, как люди отслеживают время. Анализ, опубликованный в Nature 27 марта, предсказал, что тающие ледяные шапки замедляют вращение Земли до такой степени, что следующая високосная секунда — механизм, используемый с 1972 года для сверки официального времени атомных часов с тем, которое основано на нестабильной скорости вращения Земли, — будет отложена на три года. “Растаяло достаточно льда, чтобы уровень моря поднялся настолько, что мы действительно можем видеть, как это повлияло на скорость вращения Земли”, - говорит Дункан Агню, геофизик из Института океанографии Скриппса в Ла-Хойе, Калифорния, и автор исследования. Согласно его анализу, глобальное потепление отодвинет необходимость в еще одной високосной секунде с 2026 по 2029 год. Високосные секунды вызывают такой хаос в вычислительной технике, что ученые проголосовали за то, чтобы избавиться от них, но не раньше 2035 года. Исследователи особенно опасаются следующей скачкообразной секунды, потому что в первый раз это, скорее всего, будет отрицательная пропущенная секунда, а не добавленная дополнительная.
|
|
|
|
“Мы не знаем, как справиться с отсутствием одной секунды. Вот почему метрологи времени обеспокоены”, - говорит Фелиситас Ариас, бывший директор департамента времени Международного бюро мер и весов в Севре, Франция. С точки зрения метрологии, трехлетняя задержка “является хорошей новостью”, говорит она, потому что даже если отрицательная високосная секунда все еще необходима, это произойдет позже, и мир может увидеть их меньше до 2035 года, чем ожидалось бы в противном случае. Но это не следует рассматривать как аргумент в пользу глобального потепления, говорит Агню. “Это полностью перевешивается всеми негативными аспектами”. На протяжении тысячелетий люди измеряли время, используя вращение Земли, и секунда стала определяться как доля времени, необходимого планете для одного оборота вокруг своей оси. Но с 1967 года атомные часы, которые тикают, используя частоту света, испускаемого атомами, стали служить более точными хронометристами. Сегодня набор из примерно 450 атомных часов определяет официальное время на Земле, известное как всемирное координированное время (utc), а високосные секунды используются каждые несколько лет, чтобы привести utc в соответствие с естественным днем планеты.
|
|
|
Атомные часы являются лучшими хронометристами, чем земные, потому что они стабильны на протяжении миллионов лет, в то время как скорость вращения планеты меняется. В своем анализе Агню использовал математические модели, чтобы выделить вклад известных геофизических явлений во вращение Земли и предсказать их влияние на будущие високосные секунды. Многие метрологи ожидали, что високосные секунды будут добавляться только когда-либо, потому что в масштабе миллионов лет вращение Земли замедляется, а это означает, что иногда минута в utc должна составлять 61 секунду, чтобы Земля могла наверстать упущенное. Это уменьшение скорости вращения планеты вызвано притяжением Луны к океанам, которое создает трение. Это также объясняет, например, почему затмения 2000 лет назад были зафиксированы в разное время суток, отличное от того, что мы ожидали бы, исходя из сегодняшней скорости вращения, и почему анализ древних отложений показывает, что 1,4 миллиарда лет назад продолжительность суток составляла всего около 19 часов.
|
|
|
|
Но в более коротких временных масштабах геофизические явления заставляют скорость вращения колебаться, говорит Агню. Прямо сейчас на скорость вращения Земли влияют течения в жидком ядре планеты, которые с 1970-х годов привели к увеличению скорости вращения внешней коры. Это означает, что добавленные високосные секунды требуются реже, и если тенденция сохранится, високосную секунду необходимо будет удалить из utc. Анализ Агню показывает, что это может произойти позже, чем предполагалось ранее, из-за изменения климата. Данные со спутников, отображающих гравитацию Земли, показывают, что с начала 1990-х годов планета стала менее сферической и более сплющенной, поскольку лед Гренландии и Антарктиды растаял и переместил массу от полюсов к экватору. Точно так же, как вращающийся конькобежец замедляется, отводя руки от тела (и ускоряется, втягивая их внутрь), этот поток воды, удаляющийся от оси вращения Земли, замедляет вращение планеты.
|
|
|
|
Конечным результатом основных течений и изменения климата по-прежнему является ускоряющееся движение Земли. Но Агнью обнаружил, что без эффекта таяния льда отрицательная скачкообразная секунда потребовалась бы на три года раньше, чем прогнозируется сейчас. “Деятельность человека оказывает глубокое влияние на изменение климата. Отсрочка високосной секунды - всего лишь еще один пример”, - говорит Цзяньли Чен, геофизик из Гонконгского политехнического университета. Метрологи приветствовали бы отсроченную високосную секунду. Високосные секунды уже сейчас являются “большой проблемой”, потому что в обществе, которое все больше основывается на точном хронометражировании, они приводят к серьезным сбоям в вычислительных системах, говорит Элизабет Донли, возглавляющая отдел времени и частоты в Национальном институте стандартов и технологий США в Боулдере, штат Колорадо. Беспрецедентная отрицательная скачкообразная секунда может быть еще хуже. “Во всех существующих компьютерных кодах этому нет объяснения”, - говорит она.
|
|
|
|
Статья Агню полезна для составления прогнозов, но Донли говорит, что по-прежнему существует высокая неопределенность относительно того, когда потребуется отрицательная високосная секунда. Расчеты основаны на том, что ускорение Земли продолжается с нынешней скоростью, но активность во внутреннем ядре предсказать практически невозможно, предупреждает Кристиан Бизуар, астрогеофизик из Международной службы вращения Земли и систем отсчета в Париже, которая отвечает за принятие решения о введении високосной секунды. “Мы не знаем, когда это означает, что ускорение прекратится и обратится вспять”, - говорит он. Агнью надеется, что осознание влияния изменения климата на хронометраж подтолкнет некоторых людей к активным действиям. “Я долгое время сталкивался с изменением климата, и я могу прекрасно переживать по этому поводу и без этого, но это еще один способ произвести впечатление на людей, насколько это важно”, - говорит он.
|
|
|
|
Источник
|
