طول الأيام على الأرض يتزايد بمعدل «غير مسبوق» .. فما تأثيره؟

كشف باحثون من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ أن تغير المناخ يتسبب في زيادة طول الأيام على الأرض بمعدل “غير مسبوق”.

وأكد الباحثون أنه مع ذوبان الجليد القطبي في غرينلاند والقارة القطبية الجنوبية، ينتقل مركز ثقل الأرض نحو خط الاستواء، مما يؤدي إلى إبطاء دوران الكوكب تدريجيًا. وإذا لم يتم خفض مستويات الانبعاثات، يتوقع أن هذا التحول قد يضيف 2.62 ميلي ثانية إلى اليوم بحلول نهاية عام 2100 – وهو تأثير أكبر من تأثير القمر.

ورغم أن التأثيرات لن تكون ملحوظة بالنسبة لمعظم البشر، يقول الباحثون إن التغييرات الدقيقة قد تسبب دمارًا كبيرًا في السفر إلى الفضاء. ورغم أنه قد يبدو غريباً أن يكون للبشر تأثير على شيء لا مفر منه مثل مرور اليوم، إلا أن الفيزياء في الواقع بسيطة للغاية.

وبما أن تغير المناخ الناجم عن أنشطة الإنسان يتسبب في ارتفاع درجات حرارة المحيطات العالمية، فإن المياه الذائبة تتدفق بعيدًا عن القمم الجليدية القطبية نحو خط الاستواء.

يوضح المؤلف المشارك بينيديكت سوغا، من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ: “يشبه الأمر ما يحدث عندما تقوم متزلجة فنية بالرقص، حيث تمسك ذراعيها أولاً بالقرب من جسدها ثم تمدهما، “يصبح الدوران السريع في البداية أبطأ لأن الكتل تتحرك بعيدًا عن محور الدوران، ما يؤدي إلى زيادة القصور الذاتي الفيزيائي”.

مع تباطؤ دوران الأرض، يزداد الوقت الذي تستغرقه للدوران حول محورها وتصبح الأيام أطول بشكل طفيف من المعيار البالغ 86400 ثانية.

وهذا ليس الشيء الوحيد الذي يمكن أن يسبب تغييرات في دوران الأرض، إذ إن سرعة الكوكب تتأثر أيضًا بجذب القمر وظروف الطبقات الداخلية.

ومع ذلك، فقد تمكن الباحثون الآن، في ورقتين بحثيتين حديثتين، من فصل التأثيرات المختلفة لكل من هذه العوامل.

على مدى معظم تاريخ الأرض، كان أكبر عامل يقوض طول اليوم هو “المد والجزر” الناجم عن جاذبية القمر.

لقد أضاف المد والجزر حوالي 2.4 ميلي ثانية إلى طول اليوم كل قرن على مدى ملايين السنين.

من عام 1990 وحتى اليوم، يقدر الباحثون أن التحول في المياه بسبب تغير المناخ قد أضاف 0.8 ميلي ثانية إلى اليوم.

ومع ذلك، في سيناريو الانبعاثات العالية الذي لا يؤدي إلى خفض انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، يتوقع الباحثون أن معدل التغير قد يتضاعف بحلول عام 2100.

بحلول نهاية القرن، قد يضيف تغير المناخ أكثر من 2.62 ميلي ثانية لكل قرن – مما يجعله العامل الأكبر في تغيير طول اليوم.

وستكون هذه التأثيرات خفية للغاية لدرجة أن البشر لن يتمكنوا من ملاحظة التغيير على مدى حياة واحدة، ومع ذلك، يحذر الباحثون من أن هذا قد يكون له تأثير كبير على السفر إلى الفضاء.

ويقول الدكتور سوغا: “حتى لو كان دوران الأرض يتغير ببطء فقط، فيجب أخذ هذا التأثير في الاعتبار عند التنقل في الفضاء – على سبيل المثال، عند إرسال مسبار فضائي للهبوط على كوكب آخر”.

على طول المسافات الشاسعة في الفضاء التي تغطيها المسابير الكوكبية مثل Perseverance و Ingenuity التابعتين لوكالة ناسا، فإن انحراف سنتيمتر واحد فقط على الأرض قد يعني تفويت الهدف بمئات الأمتار.

وهذا أمر مهم بشكل خاص لعمليات الهبوط الدقيقة التي تهدف إلى الهبوط في نقاط محددة للغاية على الكواكب البعيدة.

وسوف يحتاج العلماء إلى تقدير المسار الدقيق لدوران الأرض من أجل البعثات الفضائية المستقبلية.

كيف تؤثر نواة الأرض على طول اليوم؟
لقد تغيرت سرعة دوران كوكبنا حول محوره عبر التاريخ بسبب التغيرات في دوران النواة الداخلية.

عندما يتباطأ، تزداد قوته التجاذبية على الوشاح، ما يؤدي إلى إبطاء دوران الأرض وجعل اليوم يستمر لفترة أطول.

في المتوسط، أصبحت أيام الأرض أطول بدلاً من أن تصبح أقصر، بحوالي واحد على 74000 من الثانية كل عام.

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

في بعض الأحيان تختلف سرعة الدوران قليلاً، ما يؤثر على مسجل الوقت العالمي – الساعة الذرية – ما يتطلب إضافة ثوانٍ كبيسة أو إزالتها.

ويضيف الدكتور سوغا: “بخلاف ذلك، لن يكون من الممكن الهبوط في حفرة محددة على سطح المريخ”.

وبالإضافة إلى تغيير سرعة دوران الأرض، اكتشف الباحثون أيضًا أن تغير المناخ قد يؤدي إلى إمالة الكوكب حول محوره.

استخدم العلماء تقنية تسمى “قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا” والتي تقيس المدة التي تستغرقها الإشارات الراديوية للوصول إلى الأرض من الفضاء.

وهذا سمح لهم بأخذ قياسات دقيقة للغاية لحركة الأرض القطبية، والتغير في محور الدوران بالنسبة لسطح الأرض.

اكتشف الباحثون أن التغيرات في الحركة القطبية تتأثر بشكل مشترك بمجموعة من التغيرات على السطح والتحولات في أعماق النواة الخارجية المعدنية السائلة للأرض.

مع تحرك الكتلة داخل الأرض تحت الضغط الشديد من الطبقات الخارجية، يؤدي هذا إلى إمالة الكوكب قليلاً حول محوره.

وتؤدي تحولات المياه على السطح إلى تأثير مماثل، لكن الباحثين توصلوا أيضًا إلى اكتشاف مدهش مفاده أن تغير المناخ قد يؤثر على الظروف في أعماق الأرض.

ويقول الدكتور سوغا: “إن تغير المناخ يتسبب في تحرك محور دوران الأرض، ويبدو أن ردود الفعل الناتجة عن الحفاظ على الزخم الزاوي تعمل أيضًا على تغيير ديناميكيات قلب الأرض”.

وكشف باحثون أن تأثير ردود الفعل هذه قد يؤدي إلى تغييرات في ميلان الأرض بمرور الوقت.

ومع ذلك، فمن غير المرجح أن يكون لهذه المواد أي آثار خطيرة أو ملحوظة على السطح.

ويضيف المؤلف المشارك الدكتور دياني شاهواندي من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ: “إن تغير المناخ المستمر قد يؤثر بالتالي على العمليات في أعماق الأرض، وقد يكون نطاقه أكبر مما كان يُفترض سابقًا”.

صحيفة البيان