- Stoupající hladina moří v důsledku globálního oteplování zpomaluje rotaci Země a prodlužuje dny.
- Mezi lety 2000 a 2020 se délka dne prodlužuje rychlostí 1,33 milisekundy za století, což je bezprecedentní počet za posledních 3,6 milionu let.
- Vědci zkombinovali mořské fosilie a pokročilé pravděpodobnostní modely, aby rekonstruovali vztah mezi hladinou moře a rotací.
- Ke konci století by vliv počasí mohl překonat vliv Měsíce a ovlivnit navigační systémy a extrémní načasování.
Klimatická krize nejen otepluje atmosféru, taje ledovce a zvyšuje hladinu moří: také nenápadně, ale měřitelně mění rychlost otáčení Země . V posledních desetiletích se dny prodlužují tempem, které podle dostupných důkazů nebylo zaznamenáno za miliony let.
Za tímto efektem se skrývá především zrychlené tání ledu na pólech a ledovcích , které přerozděluje obrovské množství vody z polárních oblastí do oceánů a tím mění rotační „rovnováhu“ planety. Ačkoli tyto variace pouhých milisekund zůstávají v každodenním životě bez povšimnutí, pro vědu a technologii představují hlubokou změnu.
Planeta, která se otáčí stále pomaleji a pomaleji
Nová studie, vedená Mostafou Kianim Shahvandim z Vídeňské univerzity (Rakousko) a Benediktem Sojou z ETH Zurich (Švýcarsko), dospěla k závěru, že mezi lety 2000 a 2020 se délka dne prodlužovala rychlostí odpovídající 1,33 milisekundám za století . Toto zdánlivě malé číslo představuje mimořádnou anomálii ve srovnání s přirozenými cykly geologické minulosti.
Studie publikovaná ve vědeckém časopise Journal of Geophysical Research: Solid Earth ukazuje, že za posledních 3,6 milionu let neexistuje žádný podobný záznam . Před zhruba dvěma miliony let byla identifikována pouze jedna epizoda se srovnatelnou rychlostí, ale ani tehdy tempo změn nedosáhlo rozsahu pozorovaného v posledních desetiletích.
Z fyzikálního hlediska je klíčový mechanismus relativně jednoduchý: jak taje část kontinentálního ledu a ledovců , voda se přesouvá do oceánů a hromadí se přednostně v nižších zeměpisných šířkách, blíže k rovníku. Toto přerozdělení hmoty zvyšuje moment setrvačnosti planety a v důsledku zachování momentu hybnosti se rotace mírně zpomaluje, což prodlužuje den.
Výzkumníci zdůrazňují, že tento efekt moderní změny klimatu je doplňkem dalších známých faktorů, jako jsou gravitační interakce s Měsícem a Sluncem , které byly tradičně hlavními hnacími silami sekulárního zpomalení rotace Země. Nové zjištění spočívá v tom, že v současném scénáři začíná příspěvek klimatu nabývat neočekávaně na významu.
Jak sám Soja varuje, pokud se vysoká úroveň emisí skleníkových plynů udrží po celé toto století, mohl by dopad globálního oteplování na délku dne do konce 21. století překonat vliv Měsíce . Bylo by to poprvé, co faktor přímo spojený s lidskou činností dominuje tak zásadnímu fyzikálnímu parametru zemského systému.
Čtení minulosti v mořských fosiliích pro pochopení současnosti
Pro porovnání tempa současných změn s těmi z dávné minulosti tým použil multidisciplinární přístup kombinující mikropaleontologii a pokročilé klimatické modelování . Autoři se místo spoléhání pouze na moderní pozorování snažili rekonstruovat, jak se hladina moře a rotace Země měnily v průběhu milionů let.
Výchozím bodem byly fosilie bentických foraminifer , drobných mořských organismů žijících na oceánském dně a jejichž chemické složení zaznamenává vodní podmínky v době, kdy se formovaly jejich schránky. Analýzou těchto pozůstatků je možné odvodit starověké kolísání hladiny moře a v širším smyslu i epizody postupu a ústupu kontinentálních ledových štítů.
Analýzou chemického složení foraminifer vědci odvodili, jak byla hmota přerozdělována mezi oceány a kontinenty v různých obdobích v minulosti. Tyto informace v kombinaci s fyzikálními modely rotace planety jim umožnily odhadnout historické změny v délce dne.
Aby tým převedl tuto složitou skládačku paleoklimatických dat do konkrétních čísel, použil pravděpodobnostní model hlubokého učení , přizpůsobený pro zpracování velkých nejistot a nelineárních vztahů. Tento přístup jim umožnil lépe kvantifikovat rozpětí chyb a rozlišit, kterou část pozorovaných změn lze připsat klimatu oproti jiným geofyzikálním procesům.
Analýza se zaměřila zejména na kvartér , geologickou éru trvající posledních 2,6 milionu let a charakterizovanou postupným zaledněním a meziledovým obdobím. Během těchto cyklů již rozpínání a smršťování ledových štítů způsobilo změny hladiny moří a v důsledku toho i rotace Země. Modely však od konce pliocénu , tedy asi před 3,6 miliony let, nezaznamenávají tak intenzivní a rychlé zrychlení jako současné .
V této souvislosti je nedávný nárůst o 1,33 milisekundy za století jasně vyšší než rekonstruované přirozené variace. Pro Kiani Shahvandi a její tým posiluje kombinace fosilních dat, klimatických modelů a pokročilých statistických technik myšlenku, že antropogenní globální oteplování vytlačuje zemský systém z jeho obvyklých vzorců.
Lidská stopa na hodinách planety
Jedním z ústředních poselství výzkumu je, že lidská ruka již není vnímatelná pouze v ukazatelích, jako je průměrná teplota nebo ústup ledovců, ale také v základních fyzikálních parametrech, jako je rychlost rotace planety . Sojovy slovy: „Rychlé prodlužování délky dne naznačuje, že rychlost moderních klimatických změn je od konce pliocénu bezprecedentní . “
Autoři tvrdí, že současný vzestup hladiny moře a výsledné prodlužování dne nelze vysvětlit pouze přírodními cykly . Rozpor mezi paleoklimatickými záznamy a pozorováními z posledních desetiletí ukazuje na dominantní příspěvek emisí skleníkových plynů spojených s průmyslem, dopravou, výrobou elektřiny a dalšími hospodářskými odvětvími ve srovnání s jinými geofyzikálními procesy.
V tomto smyslu studie doplňuje rostoucí množství důkazů popisujících současné období jako období, v němž lidské aktivity konkurují ve velkém měřítku geologickým a astronomickým procesům . Skutečnost, že vliv klimatu vyvolaného člověkem může konkurovat vlivu Měsíce na rotaci Země, ilustruje rozsah, v jakém byly některé dlouhodobé rovnováhy destabilizovány.
Ačkoli se tyto variace měří v tisícinách sekundy , vědci trvají na tom, že se nejedná o teoretickou kuriozitu bez následků. Kumulativní změny rotace by mohly vynutit úpravu definice a měření času v planetárním měřítku, což již začalo se zavedením tzv. „přestupných sekund“ v atomových hodinách.
Výzkum rovněž zdůrazňuje, že tyto typy „neviditelných“ dopadů změny klimatu lze detekovat pouze prostřednictvím vysoce přesných pozorovacích sítí a sofistikovaných modelů . Pro Evropu a Španělsko, kde sídlí přední instituce v oblasti geodézie, astronomie a klimatologií, tento druh práce otevírá dveře k posílení mezinárodní spolupráce a rozvoji nových možností monitorování zemského systému.
Dopad na navigaci, špičkové technologie a měření času
Kromě vědeckého zájmu autoři zdůrazňují, že zpomalení rotace Země má i praktické důsledky . Odvětví, která jsou závislá na extrémně přesné synchronizaci, jako je vesmírná navigace , globální poziční systémy (GPS, Galileo v Evropě) a vysokofrekvenční komunikace , potřebují přesně vědět, jak se mění délka dne.
Například v kosmické navigaci se trajektorie satelitů a sond počítají s ohledem na přesnou polohu a rotaci Země. Chyby v řádu pouhých milisekund, nahromaděné v průběhu let, by se mohly proměnit ve významné odchylky, pokud by nebyly opraveny pomocí aktualizovaných modelů. Totéž platí pro atomové hodiny, které udržují oficiální čas a musí být upraveny, když se rotace planety desynchronizuje s její striktně fyzikální definicí.
Výzkumníci naznačují, že za scénářů s vysokými emisemi by vliv klimatu na délku dne mohl do konce století překonat sekulární přínos Měsíce . To by si vyžádalo častější revize systémů úprav koordinovaného světového času (UTC) a zdokonalování modelů používaných kosmickými agenturami, centry řízení satelitů a metrologickými organizacemi.
V Evropě, kde souhvězdí jako Galileo hrají klíčovou roli v navigaci, dopravě a záchranných službách, je přesné monitorování rotace Země již součástí práce různých vědeckých agentur. Tato nová studie poskytuje další argumenty pro integraci dopadů změny klimatu do plánování kritické infrastruktury a dlouhodobého řízení technologických rizik.
Obecněji řečeno, toto zjištění posiluje názor, že globální oteplování není jen otázkou extrémních teplot, sucha nebo intenzivních povětrnostních jevů. Mění samotnou fyzickou „architekturu“ planety , od chování jejích oceánů a polárních ledovců až po způsob, jakým se otáčí kolem své osy.
Skutečnost, že stoupající hladina moří v důsledku lidské činnosti může ovlivnit něco tak zásadního, jako je délka dne, podtrhuje hloubku současné klimatické krize. Toto zpomalení rotace Země zdaleka není drobným detailem, ale propojuje každodenní život – řízený hodinami a časovými plány – s enormními geologickými a astronomickými procesy a připomíná nám, že celá planeta reaguje na naše emise.
