Таяние полярных льдов оказывает тревожное влияние на продолжительность года

Потепление мира изменится по-разному, но есть один сдвиг, которого, вероятно, не было на картах бинго у многих. Новое исследование показало, что перераспределение массы от таяния полярных льдов меняет саму скорость вращения планеты. Его результаты были опубликованы в журнале Nature.

Фактически, при нынешних темпах таяния дополнительная секунда, которую планируется вычесть из всемирного координированного времени в 2026 году, чтобы гарантировать, что оно будет идти в ногу с вращением Земли, не потребуется до 2029 года, говорит геофизик Дункан Эгнью из Калифорнийского университета в Сан-Диего. 

Отодвинуть его назад может показаться не такой уж большой проблемой – в конце концов, это всего лишь секунда – но глобальное хронометраж – это очень точная и жесткая область, на которую полагаются многие приложения, от коммуникаций до сетевых вычислений и финансовых рынков.

Кроме того, чтобы изменить вращение Земли, требуется большая масса. Этот вывод представляет собой печальное обвинение в том, насколько серьезной стала ситуация.

«Если бы таяние полярных льдов в последнее время не ускорилось, эта проблема возникла бы на 3 года раньше», — пишет Агнью в своей статье. «Глобальное потепление уже влияет на глобальное хронометрирование».

Всемирное координированное время, или UTC, — это система, основанная на сотнях атомных часов, вокруг которых регулируются все остальные часы.

Поскольку вращение Земли непостоянно, хронометр, столь же точный, как атомные часы, в конечном итоге будет отклоняться от времени, которое мы отсчитываем на Земле. Поэтому время от времени к UTC добавляется дополнительная секунда, чтобы привести его в соответствие с Международным атомным временем, или TAI.

На сегодняшний день нет необходимости исключать отрицательную дополнительную секунду из UTC, но в 2022 году на Земле произошел самый короткий день, когда-либо зарегистрированный, что привело к спекуляциям и планам введения отрицательной дополнительной секунды в 2026 году.

Нам не нужна корректировка секунды координации с 2016 года, но перспектива отрицательной секунды координации заставила некоторых людей беспокоиться о влиянии на нашу технологию.

Как отмечает Агнью, «во многих системах теперь есть программное обеспечение, которое может принимать дополнительную секунду, но лишь немногие из них, если таковые имеются, позволяют удалить секунду, так что ожидается, что отрицательная дополнительная секунда создаст много трудностей».

Поскольку в последнее время было замечено, что вращение Земли совершает некоторые странные вещи, Агнью решил взглянуть на ее угловую скорость в увеличенном масштабе – на то, как ее вращение менялось в последние годы, и на распределение массы на ее поверхности.

Гравитация Земли постоянно контролируется спутниками, вращающимися вокруг Земли, измеряя изменения между их орбитами и расстояниями между ними, поскольку на них влияют региональные изменения гравитации на поверхности Земли. Поскольку гравитация напрямую связана с массой, это может показать, где сосредоточена масса.

Агнью изучал изменения гравитационного поля Земли и измерения скорости вращения планеты. Он обнаружил, что таяние ледяных шапок оказывает заметное влияние на вращение Земли. Когда лед в Гренландии и Антарктиде тает, он стекает в океаны, перераспределяя массу и лишь слегка изменяя вращение планеты.

Основываясь на этой информации, Агнью обнаружил, что к 2029 году потребуется отрицательная дополнительная секунда.

Система дополнительных секунд была введена в начале 1970-х годов, когда вращение Земли было наиболее последовательным методом измерения времени. Но в течение нескольких десятилетий этого не происходило, и велась дискуссия об изменении правил, чтобы разорвать отношения между UTC и TAI. Эгнью предлагает более немедленное изменение: никогда не допускать отрицательной дополнительной секунды.

Ускорение массопереноса на Земле из-за таяния полюсов, возможно, на данный момент отложило проблему отрицательной дополнительной секунды; но это также, как отмечает Агнью, увеличивает вероятность необходимости добавления високосных секунд в будущем.

«Глобальное потепление и глобальное хронометраж стали неразрывно связаны, — пишет он, — и, возможно, в будущем это станет ещё более тесной связью».