A Föld forgása felgyorsult, és e mögött egy olyan probléma rejlik, amely messze felülmúlja az eddig tapasztalt kihívásokat.

Erdélyi Mónika fizetés nélkül távozott egy francia étteremből, és meg is volt rá az oka

Az Egyesült Államokban, Európában és Ausztráliában is különböző részlegekkel rendelkező Nemzetközi Földforgási és Referenciarendszerek Szolgálat (IERS) és az amerikai Haditengerészeti Obszervatórium adatait a timeanddate.com szedte össze. Eszerint további kivételesen rövid nap lesz a mai, azaz július 22-e és augusztus 5-e, amelyek a jelenlegi előrejelzések szerint 1,34, illetve 1,25 ezredmásodperccel lesznek rövidebbek 24 óránál.

Egy nap hossza az az idő, amely alatt a bolygó egy teljes tengely körüli fordulatot tesz meg - átlagosan 24 óra, azaz 86 400 másodperc. A valóságban azonban minden egyes forgás kissé szabálytalan, ami számos tényezőnek köszönhető, például a Hold gravitációs vonzásának, a légkör évszakos változásainak és a Föld folyékony magjából adódó hatásnak. Ennek eredményeképpen egy teljes forgás általában valamivel kevesebb vagy valamivel több időt vesz igénybe, mint 86 400 másodperc - ez az eltérés mindössze ezredmásodpercnyi, és .

Ezek az eltérések azonban hosszú távon hatással lehetnek a számítógépekre, a műholdakra és a távközlésre, ezért a legkisebb időeltolódásokat is az 1955-ben bevezetett atomórák segítségével követik. Egyes szakértők szerint ez az Y2K-problémához hasonló forgatókönyvhöz vezethet, amely a modern civilizáció leállásával fenyegetett azért, mert a számítógépeken, szervereken, elektronikus rendszerekben egy egyszerűsítés miatt az évszámokat két számjeggyel kezelték, ami problémát jelenthetett volna, mikor 1999-ből 2000 lett, mert egyes rendszerek ezt 99-ként és 00-ként értelmezték. (Megjegyzés: A vészhelyzet végül elmaradt, a dátumváltást megelőző években egyrészt világszerte dolgoztak az ügyön, hogy meg lehessen oldani ezt, ahol esetleg problémát jelent, másrészt a dátumváltáskor is az erre kijelölt hatóságok figyelemmel kísérték a legkritikusabb rendszereket. Magyarországon például nem is érkezett akkor jelzés arról, hogy bárhol is gondot okozott volna a dátum változása.)

Az atomórák működése során a vákuumkamrában tárolt atomok rezgéseit figyelik meg, hogy a 24 órát a lehető legnagyobb precizitással tudják meghatározni. Az eredményül kapott időt UTC-nek, vagyis koordinált világidőnek hívjuk, amely körülbelül 450 különböző atomórára támaszkodik. Ez az időmérési rendszer globális normaként szolgál, és a modern technológiai eszközeink, mint például telefonok és számítógépek is ehhez az időhöz igazodnak.

A csillagászok a Föld forgását is nyomon követik - például műholdak segítségével, amelyek a bolygó helyzetét ellenőrzik az állócsillagokhoz képest -, és apró eltéréseket tudnak kimutatni az atomórák ideje és az idő között, amely alatt a Föld ténylegesen megtesz egy teljes fordulatot. Tavaly, 2024. július 5-én a Földön az atomórák 65 évvel ezelőtti megjelenése óta valaha feljegyzett legrövidebb nap volt, 1,66 ezredmásodperccel kevesebb, mint 24 óra.

"1972 óta egy fokozatosan gyorsuló trendet tapasztalhatunk" - nyilatkozta Duncan Agnew, a Scripps Oceanográfiai Intézet nyugalmazott geofizikai professzora és a San Diegó-i Kaliforniai Egyetem kutatója. "Azonban ezek a változások nem folyamatosak. Olyan ez, mint a tőzsdei mozgások: hosszú távú tendenciák mellett időnként kiugró csúcsok és mélypontok is megjelennek."

1972-ben, miután évtizedeken át viszonylag lassan forgott, a Föld forgásának időtartama annyira eltért az atomidőtől, hogy a Nemzetközi Földforgási és Referenciarendszer Szolgálat úgy döntött, szükség van egy "szökőmásodpercre" a UTC időszámításában. Ez a gyakorlat hasonló a szökőévhez, amely négyévente egy extra napot ad a február hónaphoz, hogy kiegyenlítse a Gergely-naptár és a Föld Nap körüli keringése közötti időbeli eltéréseket.

1972 óta összesen 27 szökőmásodpercet iktattak be az UTC időszámításába. A Föld forgásának fokozatos felgyorsulása következtében a szökőmásodpercek beiktatásának üteme egyre csökkent. Az 1970-es években kilenc újabb szökőmásodpercet vettek számításba, azonban 2016 óta nem történt újabb bejegyzés ezen a téren.

2022-ben az Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia (CGPM) megszavazta, hogy 2035-re nyugdíjazzák a szökőmásodpercet, ami azt jelenti, hogy talán soha többé nem látjuk az órákhoz hozzáadni. Ám ha a Föld még néhány évig gyorsabban forog, Agnew szerint előbb-utóbb lehet, hogy egy másodpercet el kell távolítani az UTC-ből. "Még soha nem volt negatív szökőmásodperc" - mondta - "de annak a valószínűsége, hogy most és 2035 között lesz egy, körülbelül 40%".

Agnew megfigyelései szerint a Föld forgásának legkisebb időtávú ingadozásait a Hold és az árapály jelenségei idézik elő. Amikor a Hold az Egyenlítő fölött helyezkedik el, a Föld forgása lelassul, míg amikor a műhold nagyobb vagy alacsonyabb magasságban van, a forgás sebessége növekszik. Ezenkívül nyáron a Föld természetes módon gyorsabban forog, amelyet a légkör évszakos változásai és a felszín melegedése okoznak, mivel a légkör ilyenkor is lelassul. A fizika törvényei azt mutatják, hogy a Föld és a légkör összes szögimpulzusának állandónak kell maradnia; így a légkör által elveszített forgási sebességet a bolygó kompenzálja. Továbbá, az elmúlt 50 év során a Föld folyékony magja is lelassult, míg a környező szilárd réteg felgyorsult.

A tudósok a különböző hatások együttes vizsgálatával képesek előre jelezni, hogy egy adott nap különösen rövid lesz-e. Judah Levine, a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet idő- és frekvenciaosztályának fizikusa elmondta: "Ezek az ingadozások rövid távú korrelációkat mutatnak, ami azt jelenti, hogy ha a Föld egy napon felgyorsul, valószínű, hogy a következő napon is hasonló jelenség figyelhető meg." Ugyanakkor megjegyezte, hogy ez a korreláció fokozatosan eltűnik, ahogy egyre hosszabb időszakokat vizsgálunk. "Amint elérjük az egy évet, az előrejelzések megbízhatósága jelentősen csökken. A Nemzetközi Földforgási és Referenciarendszer Szolgálat például nem vállal előrejelzést egy éven túli időszakra."

Bár egyetlen rövid nap nem tűnik jelentős eltérésnek, Levine véleménye szerint a napok csökkenő tendenciája közel hozza a negatív szökőmásodperc bevezetésének lehetőségét. "Amikor 1972-ben létrehozták a szökőmásodperc-rendszert, senki sem sejthette, hogy valaha is negatív másodpercekkel kell szembenéznünk" - emelte ki. "Ez csupán egy olyan elem volt, amely a teljesség kedvéért került a szabványba. Mindenki abban bízott, hogy kizárólag pozitív szökőmásodpercekre lesz szükség, de a napok rövidülésével most már a negatív szökőmásodpercek is komolyan veszélyeztetettek."

A negatív szökőmásodperc bevezetése komoly aggodalmakat vet fel. Levine véleménye szerint a pozitív szökőmásodpercekkel kapcsolatban még mindig adódnak nehézségek, de ezek megoldására már vannak folyamatban lévő lépések. Ezzel szemben a negatív szökőmásodperc által generált hatások eddig teljesen ismeretlenek, hiszen soha nem tesztelték őket, így a következményeik kiszámíthatatlanok maradnak.

Mivel oly sok alapvető technológiai rendszer - például a távközlés, a pénzügyi tranzakciók rendszerei, az elektromos hálózatok és a GPS műholdak, hogy csak néhányat említsünk - működése függ az órától és az időtől, Levine szerint a negatív szökőmásodperc megjelenése némileg hasonlít az Y2K problémához - a múlt századfordulón bekövetkezett pillanathoz, amikor a világ azt hitte, hogy egyfajta világvége következik be, mert a számítógépek esetleg nem tudtak megbirkózni az új dátumformátummal, amely "99"-ről "00"-ra vált.

Az éghajlatváltozás meglepő módon hatással van a szökőmásodpercre is. Bár a globális felmelegedés számos káros következménnyel jár a bolygónkra nézve, érdekes módon az időmérés szempontjából a Föld forgásának felgyorsulását ellensúlyozó tényezőkkel is bír. Egy tavalyi tanulmány, amelyet Duncan Carr Agnew publikált a Nature folyóiratban, bemutatja, hogy az Antarktisz és Grönland olvadó jege miként terjed az óceánokban, ezzel lassítva a Föld forgását. Ez a jelenség hasonlít arra, ahogyan egy korcsolyázó pörög: ha a karjait a feje fölé emeli, gyorsabban forog, viszont ha a karjait a teste mentén tartja, akkor lelassul.

"Ha az a jég nem olvadt volna el, ha nem lett volna globális felmelegedés, akkor már most is lenne egy negatív szökőmásodpercünk, vagy nagyon közel lennénk hozzá" - mondta Agnew. A NASA szerint a grönlandi és az antarktiszi jégtakaró olvadékvize felelős a globális tengerszint emelkedésének egyharmadáért 1993 óta.

Az olvadó jég tömegének eltolódása nem csupán a Föld forgási sebességére gyakorol hatást, hanem a forgástengelyének elhelyezkedését is megváltoztatja – állapította meg Benedikt Soja, a svájci Zürichben működő Svájci Szövetségi Technológiai Intézet építő-, környezet- és geomérnöki tanszékének adjunktusa. A kutatásuk arra figyelmeztet, hogy ha a globális felmelegedés üteme nem csökken, ennek következményei dominálni kezdhetnek. "Az évszázad végére, egy borongósabb forgatókönyv szerint – amelyben az emberiség továbbra is jelentős mennyiségű üvegházhatású gázt bocsát ki – az éghajlatváltozás hatásai túlszárnyalhatják a Hold gravitációs befolyását, amely évmilliárdok óta formálja a Föld forgását" – figyelmeztetett Soja.

Jelenleg a Föld forgási viselkedésére vonatkozó hosszú távú előrejelzések bizonytalanságát tekintve hasznos, ha több idő áll rendelkezésre a cselekvésre való felkészülésre. "Úgy gondolom, hogy a (gyorsabb forgás) még mindig ésszerű határokon belül van, így ez természetes változás lehet" - mondta Soja. "Lehet, hogy néhány év múlva ismét más helyzetet láthatunk, és hosszú távon újra lassulhat a bolygó. Ez lenne az én megérzésem, de sosem lehet tudni".