Последствия изменения климата всеобъемлющи — от утраты биоразнообразия до экстремальных погодных явлений, повышения уровня моря, лесных пожаров и массовой миграции людей. С каждым годом становится известно все больше информации о человеческом воздействии на окружающую среду, некоторые вещи удивляют больше, чем другие. К списку добавилось одно из самых потрясающих открытий на сегодняшний день: ученые недавно обнаружили, что выбросы парниковых газов в атмосферу влияют на вращение Земли. Из этого следует, что дни на Земле становятся длиннее, и это может существенно повлиять отсчет времени в ближайшие годы. «Удивительно, что мы, люди, после рекордных изменений климата, произошедших по нашей вине за последние 100 лет, можем оказать такое влияние на всю Землю, — сказал в интервью для Science Focus ученый, профессор Швейцарской высшей технической школы Цюриха Бенедикт Соя, который помог выявить тревожную тенденцию. — Это может сказаться сильнее на вращение нашей планеты, чем любое ранее доминирующее влияние». Больше часов в сутках Все знают о парниковом эффекте: когда выделяется углекислый газ, атмосфера Земли удерживает больше тепла, что приводит к повышению глобальной температуры. В 2023 году температура во всем мире была на 1,18 градуса по Цельсию выше среднего показателя за XX век, что приблизило планету к пределу в 1,5 градуса, установленному в 2015 году в качестве верхнего предела для предотвращения наихудших последствий изменения климата. Одним из основных последствий потепления является таяние обширных ледяных массивов на Северном и Южном полюсах. За последние два года Швейцария потеряла 10% своей ледниковой массы. Ежегодно Антарктида теряет 150 миллиардов тонн льда, а Гренландия — 270 миллиардов тонн. Многие обеспокоены тем, как это таяние влияет на прибрежные районы, но Соя и его команда пошли дальше и задались другим вопросом: как это огромное перераспределение массы влияет на Землю в более широком масштабе? В исследовании 2024 года, опубликованном в журнале Proceedings Национальной академии наук США, они ответили на этот вопрос. По словам профессора, масса Земли перераспределяется из полярных регионов в океаны по мере таяния льдов. Это означает, что планета стала более сплющенной, а ее масса удалилась от оси вращения». Понимание механики Земля, как и любое вращающееся тело, подчиняется закону сохранения импульса, который вкратце можно объяснить следующим образом: импульс должен сохраняться; он зависит от момента инерции и скорости вращения; если масса перемещается дальше от оси вращения, момент инерции увеличивается. Поэтому по мере таяния льда вращение Земли замедляется, что делает дни длиннее. Эта концепция, как объяснил Соя, похожа на то, как фигурист выполняет вращение. Если он вращается с вытянутыми перпендикулярно корпусу руками, то происходит замедление, если же руки прижаты к телу — ускорение. Исследование показало, что с 1900 по 2000 год из-за влияния климата продолжительность земных суток колебалась от 0,3 до 1,0 миллисекунды в столетие. С 2000 года ускорение таяния увеличило этот показатель до 1,3 миллисекунды в столетие. При наихудшем сценарии число может возрасти до 2,6 миллисекунды к 2100 году, если климатические изменения останутся без контроля. В повседневной жизни никто на это не обращает внимания, но для глобальной сети точно синхронизированных технологий последствия могут быть колоссальными. Факторы замедления Земли В зависимости от временной шкалы, которую используют для изучения вращения Земли, доминирующую роль играют различные эффекты. На протяжении многих тысяч лет дни постоянно удлиняются из-за приливного ускорения, вызванного Луной. Около 1,4 миллиарда лет назад продолжительность суток составляла всего 19 часов, и с тех пор они неуклонно увеличиваются. Но здесь играют роль и другие факторы. Например, со времени последнего ледникового периода суша, которая когда-то была придавлена огромными ледяными щитами, медленно восстанавливалась. Это привело к смещению массы Земли дальше на север, ближе к оси вращения, и к сокращению продолжительности планетарных суток. Почетный профессор Института океанографии имени Скриппса Дункан Агню пояснил, что равновесие земной коры восстанавливается постепенно. Это означает, что масса фактически перемещается с юга на север, потому что области на севере увеличиваются. Кроме того, на протяжении десятилетий доминирующее влияние оказывает другая сила, находящаяся под нашими ногами, — ядро Земли. Оно вращается независимо от поверхности, ускоряясь и замедляясь по непредсказуемому (и в настоящее время плохо изученному) циклу. По словам Агню, с 1970-х годов ядро замедляется, а поверхность должна ускоряться, чтобы вся система оставалась в равновесии. Продолжительность суток зависит от всех этих факторов. В течение нескольких десятилетий движение ядра Земли может ускоряться или замедляться, вызывая противоположный эффект на поверхности. Тем не менее на протяжении сотен лет эти колебания скорости вращения ядра в среднем не оказывали существенного влияния на вращение планеты. Единственный долговременный и доминирующий эффект — приливное ускорение Луны, которое постоянно пытается остановить Землю, но очень медленно (Луна отдаляется от планеты, тем самым замедляя ее). Но изменение климата, вызванное деятельностью человека, нарушает баланс. Вращение Земли замедляется быстрее, чем ожидали ученые. Последствия могут быть масштабными, хотя и не обязательно негативными. Проблемы с измерением времени Когда дело доходит до измерения времени, решающую роль играют три основные шкалы: Международное атомное время (TAI), всемирное время (UT1) и всемирное координированное время (UTC). TAI основан на атомных часах, UT1 определяется вращением Земли, а UTC — это общепринятая шкала времени, которая пытается согласовать первые две. Високосные секунды были введены в 1972 году, чтобы привести UTC в соответствие с UT1 с точностью до 0,9 секунды. В отличие от високосных лет, секунды добавляются нерегулярно по мере необходимости. С 1972 года добавили 27 високосных секунд, последний раз это делали в 2016 году. В 1980-х годах добавили девять високосных секунд, в 2010-х — только три, а в 2020-х — пока ни одной. В цифровую эпоху эта система создает серьезные проблемы, особенно для технологических компаний, которым поручено все синхронизировать. Примечательно, что в 2012 году дополнительная секунда привела к сбоям в работе таких сервисов, как Reddit, Pinterest, Netflix и других. Также были задержаны более 400 рейсов Qantas из-за сбоя в системе бронирования и регистрации на рейс авиакомпании. Недавнее открытие того, что ядро Земли замедляется, еще больше усложнило ситуацию. Если вращение планеты продолжит ускоряться, может потребоваться дополнительная отрицательная секунда, то есть придется убирать секунды из UTC. Эта беспрецедентная ситуация создает еще большие проблемы, поскольку многие системы не рассчитаны на обработку отрицательной корректировки. «Такого раньше никогда не случалось. И, честно говоря, я не думаю, что кто-то когда-либо думал, что это произойдет», — рассказал Агню. Он сравнивает этот сценарий с 2012 годом, когда на рубеже веков распространились опасения по поводу потенциальных компьютерных ошибок. Никто не знает, что может произойти, если внедрят отрицательную секунду. Согласно расчетам профессора, потребовалась бы отрицательная високосная секунда в 2026 году, если бы не последствия изменения климата. Согласно его словам, глобальное потепление отложило переход к отрицательной секунде и даже может свести на нет необходимость в этом. Возможно, это единственный положительный эффект глобального потепления. Однако сильно радоваться не стоит, учитывая негативное влияние выбросов парниковых газов. При нынешнем положении дел отрицательная секунда может потребоваться в 2029 году. Может, пришло время переосмыслить существующие системы? Агню предлагает решение: снизить требуемую точность между временными шкалами. Это сделало бы ненужными отрицательные дополнительные секунды и позволило бы более предсказуемо планировать корректировки. Например, можно добавить фиксированное количество секунд в установленное время, что будет похоже на високосные годы. Это имеет смысл, поскольку в течение более длительных периодов доминирующее замедление будет иметь значение, а не сложное поведение ядра Земли или таяние льда. Предполагается, что ведется планирование внедрения этого метода, и, возможно, к 2035 году необходимость в високосных секундах исчезнет. Однако достижение международного консенсуса представляет собой сложную задачу. Если до наступления критического момента не будут внесены изменения, есть вероятность возникновения беспрецедентного хаоса. По материалам статьи «Climate change will soon make Earth's days longer. Here’s what that means for the planet» Science Focus