لماذا تدور الأرض أسرع من المعتاد؟
وسط كل صخب الحياة الحديثة، قد يبدو أن الوقت “يطير” في كثير من الأحيان. لكن، اتضح أنه كذلك بالفعل، بعد أن سجلت الأرض أقصر يوم لها منذ بدء التسجيل في يونيو.
ويثير 1.59 مللي ثانية من الدوران المعتاد لمدة 24 ساعة في 29 يونيو، احتمالية حدوث ثانية كبيسة سلبية للحفاظ على توافق الساعات – وهي المرة الأولى في التاريخ التي يتم فيها تسريع الساعات العالمية.
فلماذا تدور الأرض أسرع من المعتاد؟
يدعي العلماء أن تغير المناخ والنشاط الزلزالي ودوران المحيطات يمكن أن تكون مسؤولة، كما يمكن أن يكون السبب هو سحب القمر وما يسمى بـ “تشاندلر ووبل” – تغيير في دوران الأرض حول محورها.
“تشاندلر ووبل”
وتعرف بأنها حركة متذبذبة تحدث عندما تدور الأرض حول محورها. وتعمل بطريقة مشابهة لكيفية اهتزاز قمة الغزل أثناء تباطؤها.
ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، أصبح الدوران أقل تذبذبا، وهو ما يعتقد العلماء أنه قد يكون مرتبطا بزيادة سرعة دوران الأرض، ما يؤدي إلى أيام أقصر.
وقال الدكتور ليونيد زوتوف، من معهد ستيرنبرغ الفلكي، موسكو: “تمايل تشاندلر هو أحد مكونات المحور اللحظي لحركة الدوران للأرض، وتسمى الحركة القطبية، والتي تغير موضع النقطة على الكرة الأرضية حيث يتقاطع المحور مع سطح الأرض”.
وتبلغ سعة الاهتزاز الطبيعي حوالي أربعة أمتار على سطح الأرض، لكنها اختفت من عام 2017 إلى عام 2020.
وتم الوصول إلى هذا الحد الأدنى التاريخي تماما مع بدء تقصير طول الأيام.
ومع ذلك، لا يوجد الكثير من التفسير لسبب هذا النقص في التذبذب.
وقال مات كينغ، الأستاذ بجامعة تسمانيا والمتخصص في مراقبة الأرض: “إنه أمر غريب بالتأكيد. من الواضح أن شيئا ما قد تغير، بطريقة لم نشهدها منذ بداية علم الفلك الراديوي الدقيق في السبعينيات”.
تغير المناخ
يعتبر الاحترار العالمي أيضا ذا تأثير من خلال ذوبان الجليد والثلج بوتيرة أسرع.
واقترحت الأبحاث أنه مع ذوبان الأنهار الجليدية – نتيجة لارتفاع درجات حرارة الغلاف الجوي من احتراق الوقود الأحفوري – فإن إعادة توزيع الكتلة تجعل الأرض تدور وتدور بشكل أسرع على محورها.
وهذا لأنه يؤدي إلى فقدان مئات المليارات من الأطنان من الجليد سنويا في المحيطات، ما يتسبب في تحرك القطبين الشمالي والجنوبي باتجاه الشرق منذ منتصف التسعينيات.
وفي السابق، كانت العوامل الطبيعية فقط مثل التيارات المحيطية والحمل الحراري للصخور الساخنة في أعماق الأرض هي التي ساهمت في انحراف القطبين.
ولكن منذ عام 1980، تحرك موقع القطبين مسافة 13 قدما (4 أمتار). ومحور دوران الأرض – وهو خط وهمي يمر عبر القطبين الشمالي والجنوبي – يتحرك دائما بسبب عمليات لا يفهمها العلماء تماما.
لكن الطريقة التي يتم بها توزيع الماء على سطح الأرض هي أحد العوامل التي تؤدي إلى تحول المحور، وبالتالي القطبين. وأحد الأمثلة على ذلك هو انخفاض الكتلة الجليدية في غرينلاند مع ارتفاع درجات الحرارة طوال القرن العشرين.
وفي الواقع، ذاب حوالي 7500 غيغا طن من جليد غرينلاند في المحيط خلال هذه الفترة الزمنية. وهذا يجعلها واحدة من أهم المساهمين في نقل الكتلة إلى المحيطات، ما يتسبب في ارتفاع مستويات سطح البحر، وبالتالي، الانجراف في محور دوران الأرض.
وبينما يحدث ذوبان الجليد في أماكن أخرى (مثل القارة القطبية الجنوبية)، فإن موقع غرينلاند يجعلها مساهما أكثر أهمية في الحركة القطبية، كما يشرح إريك إيفينز من ناسا.
وهناك تأثير هندسي على أنه إذا كان لديك كتلة تبلغ 45 درجة من القطب الشمالي – أي غرينلاند – أو من القطب الجنوبي (مثل الأنهار الجليدية في باتاغونيا)، فسيكون لها تأثير أكبر على تحويل محور دوران الأرض من الكتلة.
ولكن إذا كان التغيير في توزيع كتلة الماء وارتفاع مستوى سطح البحر يمكن أن يؤدي إلى تسريع دوران الأرض، فما الذي يمكن أن يكون له التأثير المعاكس؟.
وتقول وكالة ناسا إن الرياح القوية في سنوات النينيو يمكن أن تبطئ من دوران الكوكب، وتمدد اليوم بجزء من جزء من الألف من الثانية.
وفي كلتا الحالتين، لا يزال تأثير تغير المناخ على دوران الأرض صغيرا نسبيا بين المجتمع العلمي.
نشاط زلزالي
يمكن أن يكون للزلازل والأنشطة الزلزالية الأخرى تأثير على سرعة دوران كوكبنا. وهذا لأنها أيضا تستطيع تحريك الكتلة نحو مركز الأرض – مثل شخص يدور يسحب ذراعيه للداخل – وبالتالي يغير وزنه مرة أخرى.
وعلى سبيل المثال، أدى زلزال 2004 الذي أطلق العنان لتسونامي في المحيط الهندي إلى تحويل ما يكفي من الصخور لتقصير طول اليوم بحوالي ثلاثة ميكروثانية.
كما أدت الزلازل الكبرى في تشيلي في عام 2010 واليابان في عام 2011 إلى زيادة دوران الأرض وبالتالي تقليل طول اليوم.
دوران المحيط
كما أن دوران المحيط والضغط على قاع البحر يسحبان محور الأرض أيضا.
وفي نوفمبر 2009، جعلت الأحداث التي وقعت في المحيط الجنوبي الأرض تدور بشكل أسرع قليلا، ما أدى إلى تقصير نصف أيام الشهر بمقدار 0.1 ميلي ثانية لكل منهما.
واتضح أن تيار المحيط القوي الذي يحلق في القارة – تيار القطب الجنوبي المحيط بالقطب – هو السبب.
ولاحظ الخبراء في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا (JPL) في كاليفورنيا ومعهد فيزياء الأرض في باريس في فرنسا أنه تباطأ فجأة في 8 نوفمبر 2009، لتسريعها بعد أسبوعين فقط.
وكشفت بيانات طول اليوم الدقيقة بعد ذلك أن التغييرات تسببت على الفور في دوران الأرض بشكل أسرع، وتقصير كل يوم بمقدار 0.1 مللي ثانية، قبل أن يعود طول اليوم إلى طبيعته في 20 نوفمبر من ذلك العام تماشيا مع التيار.
غموض في نواة الأرض
يعتقد بعض الخبراء أن التفسير يكمن داخل الأرض نفسها، مع احتمال حدوث شيء ما في لب الكوكب ووشاحه.
وتباينت سرعة دوران كوكبنا حول محوره عبر التاريخ. وقبل 1.4 مليار سنة، كان يمر اليوم في أقل من 19 ساعة، مقارنة بـ 24 ساعة اليوم.
لذلك، في المتوسط ، أصبحت أيام الأرض أطول وليس أقصر، بحوالي 74000 جزء من الثانية كل عام.
لكن الكوكب يدور حاليا بشكل أسرع مما كان عليه قبل نصف قرن.
وفي بعض الأحيان، تختلف سرعة الدوران قليلا، ما يؤثر على ضابط الوقت العالمي – الساعة الذرية – التي تتطلب إضافة الثواني الكبيسة. أو في الحالة الأخيرة، من المحتمل أن تحدث ثانية كبيسة سلبية.
وكانت هناك حاجة لما مجموعه 27 ثانية كبيسة للحفاظ على دقة الوقت الذري منذ سبعينيات القرن الماضي.
وكان آخرها في ليلة رأس السنة الجديدة 2016، عندما توقفت الساعات مؤقتا لثانية للسماح للأرض باللحاق بالركب.
لكن منذ عام 2020، انعكست هذه الظاهرة؛ أسرع يوم سابق، في 19 يوليو من ذلك العام، كان 1.47 مللي ثانية أقصر من 24 ساعة.
ولا يمكن للبشر اكتشاف التغيير، لكنه قد يؤثر على الأقمار الصناعية وأنظمة الملاحة.
ويتكون كل يوم على الأرض من 86400 ثانية، لكن الدوران ليس منتظما، ما يعني أنه على مدار عام، كل يوم يحتوي على جزء من الثانية أكثر أو أقل. والساعة الذرية دقيقة للغاية، وتقيس الوقت بحركة الإلكترونات في الذرات التي تم تبريدها إلى الصفر المطلق. والخدمة الدولية لدوران الأرض في باريس هي المسؤولة عن تتبع سرعة دوران الأرض، وتقوم بذلك عن طريق إرسال أشعة الليزر إلى الأقمار الصناعية واستخدامها لقياس حركتها.
