Die sich verändernde Rotation der Erde droht unser Zeitgefühl, unsere Uhren und die computerisierte Gesellschaft auf beispiellose Weise zu manipulieren, allerdings nur für eine Sekunde.
Zum ersten Mal in der Geschichte müssen die Zeitmesser der Welt möglicherweise darüber nachdenken, in ein paar Jahren eine Sekunde in unseren Uhren wegzulassen, weil sich der Planet etwas schneller dreht als zuvor. Laut einer am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie müssen die Uhren möglicherweise um 2029 um eine Sekunde vorgehen – die sogenannte „negative Schaltsekunde“.
„Dies ist eine beispiellose Situation und eine große Sache“, sagte der Hauptautor der Studie, Duncan Agnew, Geophysiker am Scripps Institution of Oceanography der University of California in San Diego. „Es ist keine große Veränderung der Erdrotation, die eine Katastrophe oder ähnliches auslösen wird, aber es ist etwas Bemerkenswertes. Es ist ein weiteres Zeichen dafür, dass wir uns in einer sehr ungewöhnlichen Zeit befinden.“
Schmelzender Schnee Sowohl Die Pole der Erde Der Satellit widersteht dem Geschwindigkeitsschub des Planeten und wird die globale Sekunde der Abrechnung wahrscheinlich um etwa drei Jahre verzögern, sagte Agnew.
„Wir steuern auf eine negative Sprungsekunde zu“, sagte Dennis McCarthy, ein pensionierter Zeitdirektor des US Naval Observatory, der nicht an der Studie beteiligt war. „Es ist eine Frage des Zeitpunkts.“
Es ist eine komplexe Situation, die Physik, globale Machtpolitik, Klimawandel, Technologie und zwei Arten von Zeit betrifft.
Die Erde braucht etwa 24 Stunden, um sich zu drehen, aber das Schlüsselwort ist „rund“.
Die Erde verlangsame sich im Allgemeinen seit Tausenden von Jahren, wobei die Geschwindigkeit von Zeit zu Zeit schwanke, sagten Agnew und Judah Levin, Physiker in der Abteilung für Zeit und Frequenz am National Institute of Standards and Technology.
McCarthy sagte, die Verlangsamung sei hauptsächlich auf den Gezeiteneffekt zurückzuführen, der durch die Anziehungskraft des Mondes verursacht werde.
Das spielt keine Rolle Atomuhren wurden übernommen Als offizieller Zeitstandard seit über 55 Jahren. Diese haben sich nicht verlangsamt.
Dadurch entstanden zwei Versionen der Zeit – die astronomische und die atomare –, die jedoch nicht identisch waren. Die Sternzeit ist jeden Tag um 2,5 Millisekunden hinter die Atomzeit zurückgefallen. Das bedeutet, dass die Atomuhr anzeigen würde, dass es Mitternacht sei, und dass es für die Erde einen Bruchteil einer Sekunde nach Mitternacht wäre, sagte Agnew.
Diese täglichen Sekundenbruchteile wurden alle paar Jahre zu vollen Sekunden addiert. Ab 1972 beschlossen internationale Zeitnehmer, genau das zu tun „Schaltsekunde“ hinzufügen Im Juni oder Dezember soll die astronomische Zeit mit der Atomzeit gleichziehen, heißt es abgestimmte Weltzeit Oder koordinierte Weltzeit. Anstatt bei 11:59 und 59 Sekunden auf Mitternacht zu wechseln, gibt es eine weitere Sekunde bei 11:59 und 60 Sekunden. Die negative Schaltsekunde verschiebt sich von 11:59 und 58 Sekunden direkt auf Mitternacht und überspringt 11:59:59.
Zwischen 1972 und 2016 27 separate Schaltsekunden Hinzugefügt, da die Erde langsamer wird. Aber die Geschwindigkeit der Verlangsamung nahm ab.
„Im Jahr 2016 oder 2017 oder vielleicht 2018 verlangsamte sich die Geschwindigkeit der Verlangsamung bis zu dem Punkt, an dem die Erde tatsächlich beschleunigte“, sagte Levin.
Agnew sagte, die Erde beschleunige sich, weil ihr heißer flüssiger Kern – „eine große Kugel aus geschmolzener Flüssigkeit“ – auf unvorhersehbare Weise mit unterschiedlichen Wirbeln und Strömungen agiere.
Der Kern löst seit etwa 50 Jahren eine Beschleunigung aus, aber das schnelle Abschmelzen des Eises an den Polen seit 1990 habe diesen Effekt überdeckt, sagte Agnew. Schmelzendes Eis verschiebt die Masse der Erde von den Polen zum Zentrum der Ausbuchtung und verlangsamt die Rotation, ähnlich wie ein Eisläufer langsamer wird, wenn er seine Arme seitlich ausstreckt, sagte er.
Ohne den Effekt des schmelzenden Eises bräuchte die Erde diesen zweiten negativen Sprung im Jahr 2026 statt im Jahr 2029, berechnete Agnew.
Seit Jahrzehnten messen Astronomen die Welt- und Sternzeit sowie die praktischen kleinen Schaltsekunden. Aber Computersystembetreiber sagten, dass diese Ergänzungen für all die heiklen Technologien, auf die die Welt heute angewiesen ist, nicht einfach seien. Im Jahr 2012 einige Computersysteme Er hat den zweiten Sprung falsch gehandhabtExperten sagen, dass dies Probleme für Reddit, Linux, Qantas Airlines und andere verursacht.
„Was ist für diese rechtzeitige Anpassung nötig, wenn sie so viele Probleme verursacht?“ sagte McCarthy.
Aber das russische Satellitensystem ist auf die Sternzeit angewiesen, sodass der Verzicht auf Schaltsekunden zu Problemen führen könnte, sagten Agnew und McCarthy. Astronomen und andere wollten ein System beibehalten, das immer dann eine Schaltsekunde hinzufügt, wenn sich die Differenz zwischen atomarer und astronomischer Zeit einer Sekunde nähert.
Im Jahr 2022 Die Zeitnehmer der Welt haben entschieden Ab den 2030er-Jahren werden die Kriterien für die Aufnahme oder Streichung einer Schaltsekunde geändert, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, deutlich geringer wird.
Technologieunternehmen wie Google Und Amazonas „Sie haben einseitig ihre eigenen Lösungen für das Schaltsekundenproblem entwickelt, indem sie im Laufe eines Tages nach und nach Bruchteile einer Sekunde hinzugefügt haben“, sagte Levin.
„Die Kämpfe sind so gefährlich, weil die Risiken so gering sind“, sagte Levin.
„Dann addieren Sie den ‚seltsamen‘ Effekt des Subtrahierens, nicht des Hinzufügens einer Schaltsekunde“, sagte Agnew. Eine Sekunde zu überspringen wäre wahrscheinlich schwierig, weil Programme darauf ausgelegt sind, Zeit zu verlängern und nicht zu verkürzen, sagte McCarthy.
McCarthy sagte, der Trend zur Notwendigkeit eines negativen zweiten Sprungs sei klar, aber er glaubt, dass dies eher damit zu tun habe, dass die Erde aufgrund geologischer Veränderungen seit dem Ende der letzten Eiszeit runder geworden sei.
Drei weitere externe Wissenschaftler hielten Agnews Studie für sinnvoll und bezeichneten seine Beweise als überzeugend.
Aber Levin glaubt nicht, dass ein zweiter negativer Sprung nötig ist. Er sagte, dass der allgemeine Trend zur Verlangsamung der Gezeiten seit Jahrhunderten besteht und anhält, aber kürzere Trends im Erdkern kommen und gehen.
„Dies ist kein Prozess, bei dem die Vergangenheit ein guter Prädiktor für die Zukunft ist“, sagte Levin. „Wer die langfristige Zukunft vorhersagt, steht auf sehr wackeligem Boden.“
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