August 14, 2022

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Die Tage der Erde werden auf mysteriöse Weise länger – Wissenschaftler wissen nicht warum

Genaue Messungen zeigen, dass sich die Erdrotation seit 2020 auf mysteriöse Weise verlangsamt hat.

Präzise astronomische Beobachtungen, kombiniert mit Atomuhren, haben eine plötzliche Verlängerung der Länge eines Tages offenbart. Wissenschaftler wissen nicht warum.

Dies hat nicht nur wichtige Auswirkungen auf unsere Zeitmessung, sondern auch auf GPS und andere Präzisionstechnologien, die unser modernes Leben bestimmen.

In den letzten Jahrzehnten hat die Rotationsgeschwindigkeit der Erde um ihre eigene Achse zugenommen. Diese Tendenz verkürzt unsere Tage, weil sie bestimmt, wie lang ein Tag ist. Genauer gesagt im Juni 2022 Wir haben eine Platte gemacht Das letzte halbe Jahrhundert oder so war ein kürzerer Tag.

Doch trotz dieser Leistung hat sich dieses stetige Tempo seit 2020 merkwürdigerweise in eine Verlangsamung verwandelt. Jetzt werden die Tage wieder länger, und der Grund ist immer noch ein Rätsel.

Während die Uhren auf unseren Telefonen anzeigen, dass ein Tag genau 24 Stunden hat, ist die tatsächliche Zeit, die die Erde benötigt, um einen Zyklus zu vollenden, immer etwas anders. Diese Veränderungen treten manchmal über Millionen von Jahren auf, manchmal fast augenblicklich. Beispielsweise können auch Erdbeben und Sturmereignisse eine Rolle spielen.

Es stellt sich heraus, dass ein Tag selten die magische Zahl von 86.400 Sekunden hat.

Ein Planet im Wandel

Die Erdrotation hat sich über Millionen von Jahren aufgrund von Reibungseffekten im Zusammenhang mit mondgetriebenen Gezeiten verlangsamt. Dieser Prozess verlängert die Länge eines jeden Tages alle 100 Jahre um etwa 2,3 Millisekunden. Vor ein paar Milliarden Jahren gab es nur einen Tag auf der Erde 19 Stunden.

Seit 20.000 Jahren arbeitet ein anderer Prozess in die entgegengesetzte Richtung und beschleunigt die Rotation der Erde. Als die letzte Eiszeit endete, reduzierten die schmelzenden polaren Eiskappen den Oberflächendruck und der Erdmantel begann sich stetig in Richtung der Pole zu bewegen.

So wie sich ein Balletttänzer schneller dreht, wenn er seine Arme zu seinem Körper bringt – der Achse, auf der er sich dreht –, erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit unseres Planeten, wenn er sich der Erdachse nähert. Dieser Prozess verlangsamt sich jedes Jahrhundert um 0,6 Millisekunden pro Tag.

Über Jahrzehnte und über lange Zeiträume hinweg findet auch eine Wechselwirkung zwischen Erdinnerem und Erdoberfläche statt. Große Erdbeben können die Länge des Tages verändern, wenn auch normalerweise um kleine Beträge. So soll beispielsweise das große Tohoku-Erdbeben in Japan im Jahr 2011 mit einer Stärke von 8,9 die Erdrotation um einen relativ geringen Betrag beschleunigt haben. 1,8 Mikrosekunden.

Abgesehen von diesen großräumigen Veränderungen haben Wetter und Klima über kurze Zeiträume wichtige Auswirkungen auf den Erdzyklus und verursachen Variationen in beide Richtungen.

Vierzehntägige und monatliche Gezeitenzyklen bewegen Masse um den Planeten herum, wodurch sich die Tageslänge um bis zu einer Millisekunde in beide Richtungen ändert. Wir können Wellenvariationen sehen In Langzeitaufzeichnungen bis zu 18,6 Jahre. Besonders stark wirkt sich die Bewegung unserer Atmosphäre aus, auch Meeresströmungen spielen eine Rolle. Jahreszeitlicher Nebel und Regen oder die Grundwasserentnahme verändern die Dinge weiter.

Warum wird die Erde plötzlich langsamer?

Ab den 1960er Jahren begannen Betreiber von Radioteleskopen auf der ganzen Welt mit der Entwicklung der Techniken. Beobachten Sie gleichzeitig kosmische Objekte wie QuasareWir haben sehr genaue Schätzungen der Rotationsgeschwindigkeit der Erde.


Die Verwendung von Radioteleskopen zur Messung der Erdrotation erfordert Beobachtungen von Radioquellen wie Quasaren. Schuld:[{“ 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.The Conversation

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