0

لماذا تدور الأرض أسرع من المعتاد؟ يقول العلماء إن اللوم قد يكون على “تشاندلر ووبل”

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.

إن حلق 1.59 مللي ثانية من الدوران المعتاد لمدة 24 ساعة في 29 يونيو يثير 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”

حركة “Chandler Wobble” هي حركة متذبذبة تحدث عندما تدور الأرض حول محورها. إنه يعمل بطريقة مشابهة لكيفية اهتزاز قمة الغزل أثناء تباطؤها.

ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، أصبح الدوران أقل تذبذبًا ، وهو ما يعتقد العلماء أنه قد يكون مرتبطًا بالسرعة المتزايدة لدوران الأرض ، مما يؤدي إلى أيام أقصر.

قال الدكتور ليونيد زوتوف ، من معهد ستيرنبرغ الفلكي: “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”. موسكو.

تبلغ سعة الاهتزاز الطبيعي حوالي أربعة أمتار على سطح الأرض ، لكنها اختفت من عام 2017 إلى عام 2020.

تم الوصول إلى هذا الحد الأدنى التاريخي تمامًا مع بدء تقصير طول الأيام.

التسارع: سجلت الأرض أقصر يوم لها منذ بدء التسجيلات في يونيو ، ولكن لماذا يدور كوكبنا أسرع من المعتاد؟ يدعي العلماء أن تغير المناخ والنشاط الزلزالي ودوران المحيطات يمكن إلقاء اللوم عليها جميعًا

يحتوي كل يوم على الأرض على 86400 ثانية ، لكن الدوران ليس منتظمًا ، مما يعني أنه على مدار عام ، كل يوم يحتوي على جزء من الثانية أكثر أو أقل

يحتوي كل يوم على الأرض على 86400 ثانية ، لكن الدوران ليس منتظمًا ، مما يعني أنه على مدار عام ، كل يوم يحتوي على جزء من الثانية أكثر أو أقل

ما هي المرحلة الثانية؟

الثانية الكبيسة هي تعديل لمدة ثانية واحدة للتوقيت العالمي المنسق (UTC).

تم تصميم هذا للحفاظ على توقيت الساعة الذرية والتوقيت الشمسي مضمنين.

هناك اختلافات بين التوقيت الذري الدولي (TAI) الدقيق للغاية المقاس بالساعات الذرية ، والوقت الشمسي غير الدقيق المرصود (UT1) ، المرتبط بدوران الأرض.

يُستخدم معيار التوقيت العالمي المنسق (UTC) ، المتوافق مع توقيت غرينتش (GMT) على نطاق واسع لعرض التوقيت العالمي ، بما في ذلك علم الفلك.

بدون الثانية الكبيسة ، التي تُضاف كل بضع سنوات ، سيكون التوقيت العالمي المنسق (UTC) خارج نطاق سرعة دوران الأرض.

في حين أن هذا لن يكون ملحوظًا لمعظم الناس ، إلا أنه على مدى مئات السنين يمكن أن يغير وجهة نون ، وسيؤثر على الإنترنت.

ومع ذلك ، فهي ليست ممارسة شائعة ، مما يثبت أنها تعطل بعض خدمات الإنترنت ، مع وقت “ smoos smoosing ” من Google لأكثر من عام لإضافة الزيادة بالميكروثانية إلى كل يوم.

تناقش هيئات المعايير الدولية المسؤولة عن الوقت ما إذا كانت ستتخلى عن هذه الممارسة ، حتى على مدى 100 عام ، لن تنجرف سوى حوالي دقيقة واحدة.

ومع ذلك ، لا يوجد الكثير من التفسير لسبب هذا النقص في التذبذب.

قال مات كينج ، الأستاذ بجامعة تسمانيا والمتخصص في مراقبة الأرض ، لهيئة الإذاعة الأسترالية: “ إنه أمر غريب بالتأكيد.

“من الواضح أن شيئًا ما قد تغير ، وتغير بطريقة لم نشهدها منذ بداية علم الفلك الراديوي الدقيق في السبعينيات.”

تغير المناخ

يعتبر الاحترار العالمي أيضًا ذا تأثير من خلال ذوبان الجليد والثلج بوتيرة أسرع.

اقترحت 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.

هذا لأنه يؤدي إلى فقدان مئات المليارات من الأطنان من الجليد سنويًا في المحيطات ، مما يتسبب في تحرك القطبين الشمالي والجنوبي باتجاه الشرق منذ منتصف التسعينيات.

في السابق ، كانت العوامل الطبيعية فقط مثل التيارات البحرية والحمل الحراري للصخور الساخنة في أعماق الأرض هي التي ساهمت في انحراف القطبين.

ولكن منذ عام 1980 ، تحرك موقع القطبين مسافة 13 قدمًا (4 أمتار).

محور دوران الأرض – وهو خط وهمي يمر عبر القطبين الشمالي والجنوبي – يتحرك دائمًا بسبب عمليات لا يفهمها العلماء تمامًا.

لكن الطريقة التي يتم بها توزيع الماء على سطح الأرض هي أحد العوامل التي تؤدي إلى تحول المحور ، وبالتالي القطبين.

أحد الأمثلة على ذلك هو انخفاض الكتلة الجليدية في جرينلاند مع ارتفاع درجات الحرارة طوال القرن العشرين.

في الواقع ، ذاب حوالي 7500 جيجا طن – وزن أكثر من 20 مليون مبنى إمباير ستيت – من جليد جرينلاند في المحيط خلال هذه الفترة الزمنية.

هذا يجعلها واحدة من أهم المساهمين في نقل الكتلة إلى المحيطات ، مما يتسبب في ارتفاع مستويات سطح البحر ، وبالتالي ، الانجراف في محور دوران الأرض.

بينما يحدث ذوبان الجليد في أماكن أخرى (مثل القارة القطبية الجنوبية) ، فإن موقع جرينلاند يجعلها مساهماً أكثر أهمية في الحركة القطبية ، كما يشرح إريك إيفينز من ناسا.

هناك 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. هذا بالقرب من القطب “.

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؟

تقول وكالة ناسا أن الرياح القوية في سنوات النينيو يمكن أن تبطئ من دوران الكوكب ، وتمدد اليوم بجزء من جزء من الألف من الثانية.

في كلتا الحالتين ، لا يزال تأثير تغير المناخ على دوران الأرض صغيرًا نسبيًا بين المجتمع العلمي.

نشاط زلزالى

الزلازل وغيرها من الأنشطة الزلزالية يمكن أن يكون لها أيضًا تأثير على سرعة دوران كوكبنا.

هذا لأنهم أيضًا يستطيعون تحريك الكتلة نحو مركز الأرض – مثل شخص يدور يسحب ذراعيه للداخل – وبالتالي يغير وزنه مرة أخرى.

على 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.

ادوران المحيط

اكما أن الدورة الدموية القاسية والضغط على قاع البحر يسحبان محور الأرض أيضًا.

في تشرين الثاني (نوفمبر) 2009 ، جعلت الأحداث في المحيط الجنوبي الأرض تدور بشكل أسرع قليلاً ، مما أدى إلى تقصير نصف أيام الشهر بمقدار 0.1 ميلي ثانية لكل منهما.

اتضح أن تيار المحيط القوي الذي يحلق في القارة – تيار القطب الجنوبي المحيط بالقطب – هو السبب.

ذاب حوالي 7500 جيجا طن من جليد جرينلاند (في الصورة) في المحيط خلال القرن العشرين.  هذا يجعلها واحدة من أهم المساهمين في نقل الكتلة إلى المحيطات ، مما يتسبب في ارتفاع مستويات سطح البحر ، وبالتالي ، الانجراف في محور دوران الأرض.

ذاب حوالي 7500 جيجا طن من جليد جرينلاند (في الصورة) في المحيط خلال القرن العشرين. هذا يجعلها واحدة من أهم المساهمين في نقل الكتلة إلى المحيطات ، مما يتسبب في ارتفاع مستويات سطح البحر ، وبالتالي ، الانجراف في محور دوران الأرض.

أربع طبقات من كوكب الأرض

قشرة: حتى عمق 70 كم ، هذه هي الطبقة الخارجية للأرض ، وتغطي المحيطات والمناطق البرية.

معطف: نزولًا إلى 2890 كم مع الوشاح السفلي ، هذه هي الطبقة الأكثر سمكًا على كوكب الأرض وهي مصنوعة من صخور السيليكات الأكثر ثراءً في الحديد والمغنيسيوم من القشرة العلوية.

اللب الخارجي: تمتد هذه المنطقة من عمق 2،890-5،150 كم ، وهي مصنوعة من الحديد السائل والنيكل مع عناصر أخف وزناً.

النواة الداخلية: عند النزول إلى عمق 6،370 كم في مركز كوكب الأرض ، يُعتقد أن هذه المنطقة مصنوعة من الحديد الصلب والنيكل. لكن هذه الدراسة الجديدة تشير إلى أنه يحتوي على الحديد العضلي والصلب.

لاحظ 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.

كشفت 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 تماشيًا مع التيار.

غموض في نواة الأرض

يعتقد بعض الخبراء أن التفسير يكمن داخل الأرض نفسها ، مع احتمال حدوث شيء ما في لب الكوكب ووشاحه.

لسنا متأكدين لأن الأرض نظام معقد للغاية ، لكنني أعتقد أنه يتسبب في تذبذب تشاندلر وتقليل طول اليوم بشكل متزامن.

“لم يتوقع أحد أن الأرض سوف تتسارع.”

تباينت سرعة دوران كوكبنا حول محوره عبر التاريخ.

قبل 1.4 مليار سنة ، كان يمر اليوم في أقل من 19 ساعة ، مقارنة بـ 24 ساعة اليوم.

قريباً في المتوسط ​​، أصبحت أيام الأرض أطول وليس أقصر بحوالي 74000 جزء من الثانية كل عام.

لكن الكوكب يدور حاليًا بشكل أسرع مما كان عليه قبل نصف قرن.

في بعض الأحيان ، تختلف سرعة الدوران قليلاً ، مما يؤثر على ضابط الوقت العالمي – الساعة الذرية – التي تتطلب إضافة الثواني الكبيسة. أو في الحالة الأخيرة ، من المحتمل أن تحدث ثانية كبيسة سلبية.

كانت هناك حاجة لما مجموعه 27 ثانية كبيسة للحفاظ على دقة الوقت الذري منذ سبعينيات القرن الماضي.

يعتقد بعض الخبراء أن التفسير يكمن داخل الأرض نفسها ، مع احتمال حدوث شيء ما في لب الكوكب ووشاحه (صورة الأسهم)

يعتقد بعض الخبراء أن التفسير يكمن داخل الأرض نفسها ، مع احتمال حدوث شيء ما في لب الكوكب ووشاحه (صورة الأسهم)

كان آخرها في ليلة رأس السنة الجديدة 2016 ، عندما توقفت الساعات مؤقتًا 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.

لا يمكن للبشر اكتشاف التغيير ، لكنه قد يؤثر على الأقمار الصناعية وأنظمة الملاحة.

يتكون كل يوم على الأرض من 86400 ثانية ، لكن الدوران ليس منتظمًا ، مما يعني أنه على مدار عام ، كل يوم يحتوي على جزء من الثانية أكثر أو أقل.

الساعة الذرية دقيقة للغاية ، وتقيس الوقت بحركة الإلكترونات في الذرات التي تم تبريدها إلى الصفر المطلق.

الخدمة 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.

سيخبر البلدان متى يجب إضافة أو حذف الثواني الكبيسة ، مع إخطارها قبل ستة أشهر.

ما هي الساعة الذرية؟

تحتوي الساعات الذرية على آلية ضبط الوقت التي تستخدم تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي مع الحالات المثارة لذرات معينة.

الأجهزة هي أدق نظام لدينا لقياس الوقت ، مع تطبيق معايير متسقة.

إنها المعايير الأساسية لخدمات توزيع الوقت الدولية ، وتستخدم للتحكم في تردد الموجة للتلفزيون ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والخدمات الأخرى.

تم تأسيس هذا المبدأ في الفيزياء الذرية ، حيث يقيس الإشارة الكهرومغناطيسية التي تنبعث منها الإلكترونات في الطوم عندما تغير مستويات الطاقة.

تعمل الإصدارات الحديثة على تبريد الذرات إلى ما يقرب من الصفر المطلق عن طريق إبطاء الذرات باستخدام الليزر. مع درجة حرارة الذرات التي تقود دقتها.

كل بضع سنوات تضاف “ثانية كبيسة” إلى الساعات الذرية ، عن طريق إيقافها بشكل فعال لمدة ثانية ، لإبقائها متماشية مع سرعة دوران الأرض.