Os dias terrestres aumentaram misteriosamente em comprimento – os cientistas não sabem por quê

Observações astronômicas cuidadosas, combinadas com relógios atômicos, revelaram que a duração do dia está aumentando repentinamente. Os cientistas não sabem por quê.

Isso tem implicações cruciais não apenas para nossa cronometragem, mas também para coisas como GPS e outras tecnologias precisas que governam nossas vidas modernas.

A rotação da Terra em seu eixo se acelerou nas últimas décadas. Como isso determina a duração do dia, essa tendência está tornando nossos dias mais curtos. Na verdade, em junho de 2022 Batemos um recorde! Para o dia mais curto em meio século ou mais.

No entanto, apesar desse recorde, desde 2020, essa aceleração intrigantemente constante se transformou em desaceleração. Agora, os dias estão ficando mais longos novamente, e a razão até agora permanece um mistério.

Enquanto os relógios em nossos telefones indicam que há exatamente 24 horas em um dia, o tempo real que a Terra leva para completar um ciclo pode variar um pouco. Às vezes, essas mudanças ocorrem ao longo de períodos de milhões de anos, e outras vezes quase instantaneamente. Por exemplo, mesmo terremotos e tempestades podem desempenhar um papel.

Acontece que hoje o número mágico de 86.400 segundos é muito raro.

O planeta em constante mudança

A rotação da Terra diminuiu ao longo de milhões de anos devido aos efeitos do atrito associado às marés da lua. Esse processo adiciona cerca de 2,3 milissegundos à duração de cada dia a cada 100 anos. Alguns bilhões de anos atrás, o Dia da Terra estava se aproximando 19 horas.

Nos últimos vinte mil anos, outro processo vem trabalhando na direção oposta, acelerando a rotação da Terra. Quando a última era glacial terminou, o derretimento das camadas de gelo polares baixou a pressão da superfície e o manto da Terra começou a se mover de forma constante em direção aos pólos.

Assim como as bailarinas giram mais rápido quando apontam os braços em direção ao corpo – o eixo em torno do qual giram – a taxa de rotação do nosso planeta aumenta à medida que essa massa do manto se aproxima do eixo da Terra. Esse processo foi encurtado todos os dias em cerca de 0,6 milissegundos por século.

Por décadas e mais, a relação entre o interior da Terra e sua superfície também desempenha um papel importante. Grandes terremotos podem alterar a duração do dia, embora geralmente em pequenas quantidades. Por exemplo, acredita-se que o terremoto Great Tohoku de 2011 no Japão, com magnitude de 8,9, tenha acelerado a rotação da Terra em uma quantidade relativamente pequena. 1,8 microssegundos.

Além dessas mudanças em grande escala, em períodos mais curtos, o tempo e o clima também têm efeitos importantes na rotação da Terra, causando diferenças em ambas as direções.

Ciclos de marés bimensais e mensais movem massa ao redor do planeta, causando variações na duração de um dia de até milissegundos em qualquer direção. Podemos ver as variações das marés Registra a duração do dia em períodos de até 18,6 anos. O movimento da nossa atmosfera tem um efeito particularmente forte, e as correntes oceânicas também desempenham um papel. A cobertura de neve sazonal, a chuva ou a extração de águas subterrâneas mudam ainda mais as coisas.

Por que a Terra está desacelerando de repente?

Desde a década de 1960, quando os operadores de radiotelescópios ao redor do planeta começaram a inventar tecnologias Detectando objetos cósmicos como quasares ao mesmo tempotemos estimativas muito precisas da taxa de rotação da Terra.

O uso de radiotelescópios para medir a rotação da Terra inclui observações de fontes de rádio, como quasares. atribuído a ele:[{” attribute=””>NASA Goddard

A comparison between these measurements and an atomic clock has revealed a seemingly ever-shortening length of day over the past few years.

But there’s a surprising reveal once we take away the rotation speed fluctuations we know happen due to the tides and seasonal effects. Despite Earth reaching its shortest day on June 29, 2022, the long-term trajectory seems to have shifted from shortening to lengthening since 2020. This change is unprecedented over the past 50 years.

The reason for this change is not clear. It could be due to changes in weather systems, with back-to-back La Niña events, although these have occurred before. It could be increased melting of the ice sheets, although those have not deviated hugely from their steady rate of melt in recent years. Could it be related to the huge volcano explosion in Tonga injecting huge amounts of water into the atmosphere? Probably not, given that occurred in January 2022.

Scientists have speculated this recent, mysterious change in the planet’s rotational speed is related to a phenomenon called the “Chandler wobble” – a small deviation in Earth’s rotation axis with a period of about 430 days. Observations from radio telescopes also show that the wobble has diminished in recent years. Perhaps the two are linked.

One final possibility, which we think is plausible, is that nothing specific has changed inside or around Earth. It could just be long-term tidal effects working in parallel with other periodic processes to produce a temporary change in Earth’s rotation rate.

Do we need a ‘negative leap second’?

Precisely understanding Earth’s rotation rate is crucial for a host of applications – navigation systems such as GPS wouldn’t work without it. Also, every few years timekeepers insert leap seconds into our official timescales to make sure they don’t drift out of sync with our planet.

If Earth were to shift to even longer days, we may need to incorporate a “negative leap second” – this would be unprecedented, and may break the internet.

The need for negative leap seconds is regarded as unlikely right now. For now, we can welcome the news that – at least for a while – we all have a few extra milliseconds each day.

Written by:

• Matt King – Director of the ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, University of Tasmania
• Christopher Watson – Senior Lecturer, School of Geography, Planning, and Spatial Sciences, University of Tasmania

This article was first published in The Conversation.