Часы и минуты, составляющие продолжительность нашего дня, определяются вращением нашей планеты, которое не является постоянным. Дело в том, что это вращение может меняться совсем незначительно, в зависимости от того, что происходит на поверхности Земли и в ее расплавленном ядре. Эти почти незаметные изменения порой означают, что мировые часы необходимо переводить на «високосную секунду». После длительной тенденции к замедлению вращение Земли теперь ускоряется из-за изменений в ядре планеты. И вот в результате этих процессов впервые в истории потребуется убрать одну секунду.
«Отрицательная високосная секунда никогда не добавлялась и никогда не тестировалась, поэтому проблемы, которые она может создать, выглядят беспрецедентными», — отмечает сотрудник отдела времени Международного бюро мер и весов Патриция Тавелла.
На то, когда именно это произойдет, влияет глобальное потепление, считается в исследовании, опубликованном в журнале Nature. Таяние полярных льдов задерживает наступление високосной секунды на три года, перенося её с 2026 на 2029 год.
«Отчасти понимание того, что произойдет с глобальным хронометражем зависит от понимания того, что происходит с эффектом глобального потепления», — объясняет профессор геофизики Калифорнийского университета Дункан Агню.
Поясним: до 1955 года секунда определялась как определенная доля времени, за которое Земля совершает один оборот вокруг своей оси по отношению к звездам. Затем наступила эра высокоточных атомных часов, которые оказались гораздо более стабильным способом определения физической секунды. С конца 1960-х годов мир начал использовать всемирное координированное время (UTC) для определения часовых поясов. UTC основан на атомных часах, но все равно идет в ногу с вращением планеты. Но поскольку скорость вращения непостоянна, две временные шкалы постепенно расходятся. Это означает, что время от времени необходимо добавлять «високосную секунду», чтобы привести их в соответствие.
Изменения во вращении Земли в долгосрочной перспективе были обусловлены воздействием приливов и отливных волн на океанское дно, что замедлило ее вращение. По словам Агню, в последнее время существенным фактором стало таяние полярных льдов, вызванное тем, что люди сжигают ископаемое топливо для обогрева планеты, и талая вода движется от полюсов к экватору, что еще больше замедляет скорость вращения Земли.
Гляциолог Тед Скамбос описывает этот процесс как вращение фигуриста с поднятыми над головой руками: когда он опускает руки к плечам, его вращение замедляется.
Геофизик Агню признает, что таяние полярных льдов было достаточно значительным, чтобы оказать беспрецедентное влияние на вращение всей Земли, а факт того, что люди стали причиной изменения вращения Земли, является своего рода удивительным.
Хотя таяние льда замедляет вращение Земли, есть еще один фактор, влияющий на глобальный хронометраж, — процессы, происходящие в ядре Земли.
Жидкое ядро планеты вращается независимо от ее твердой внешней оболочки. По словам Агню, если ядро замедляется, твердая оболочка ускоряется, чтобы сохранить инерцию, и именно это происходит в настоящее время.
«Очень мало известно о том, что происходит примерно в 2900 километрах под поверхностью Земли, и неясно, почему меняется скорость ядра. Это принципиально непредсказуемо», — подчеркнул Агню.
Согласно исследованию, ясно, что, несмотря на замедление таяния полярных льдов, в целом вращение Земли ускоряется. Это означает, что вскоре миру впервые придется вычитать секунду.
«Секунда — это не так уж много», — успокоил человечество Агню. В то же время вычислительные системы, используемые на фондовой бирже, должны быть точными до тысячной доли секунды. Многие компьютерные системы оснащены программным обеспечением, позволяющим добавлять секунду, но лишь немногие способны вычесть. Людям придется перепрограммировать компьютеры, что может привести к возникновению ошибок.
Гляциолог утверждает, что важность исследования заключается в том, что оно показывает, что «изменения в ядре Земли в настоящее время проявляются сильнее, чем тенденции к исчезновению льда на полюсах, даже несмотря на то, что за последнее десятилетие потери льда возросли».
По мнению Дункана Агню, полученные результаты могут стать мощным инструментом, который поможет людям понять, как они изменяют планету.
