Det lyder som science fiction – men dataene er utvetydige
Menneskeskabte klimaforandringer påvirker ikke kun temperaturer, storme og havniveauer. Ny forskning viser, at de også påvirker selve Jordens rotation. Vores dage bliver minimalt, men målbart længere – og denne effekt er nu stærkere end visse naturlige kræfter, der har påvirket Jordens rotation i millioner af år.
Sådan bremser smeltende is Jordens rotation
For at forstå, hvad der sker, hjælper det at tænke på en kunstskøjteløber. En løber roterer hurtigere, når armene holdes tæt ind til kroppen, og langsommere, når de strækkes ud. Præcis det samme gælder for Jorden – blot med vand og is i stedet for arme.
Så længe store iskapper ligger ved polerne, befinder meget masse sig tæt på rotationsaksen. Når gletsjere og iskapper smelter, løber vandet ud i oceanerne og fordeler sig nærmere ækvator. Massen bevæger sig dermed længere væk fra aksen, hvilket øger planetens inertimoment – og Jorden roterer en anelse langsommere.
Afsmeltningen af polarkapperne omfordeler så store vandmasser, at Jorden mærkbart mister rotationshastighed – en direkte konsekvens af klimaforandringerne.
En ny undersøgelse i fagbladet Journal of Geophysical Research: Solid Earth viser, at denne opbremsning som følge af vandmasseforskydningen nu dominerer igen – efter i årtier delvist at være blevet overskygget af processer i Jordens indre kerne. Resultatet: vores dage bliver længere.
Hvor meget længere bliver vores dage egentlig?
Den der håber på en ekstra times søvn, vil blive skuffet. Forlængelsen ligger i området millisekunder. Forskerne anslår, at dagslængden i øjeblikket forlænges med cirka 1,33 millisekunder pr. århundrede. Ingen mærker det i hverdagen, men inden for præcisionsforskning og teknologi har en sådan værdi stor betydning.
Hvis de globale drivhusgasemissioner forbliver på det nuværende niveau, kunne varigheden af en dag ifølge undersøgelsens beregninger ændre sig med 2,62 millisekunder pr. århundrede inden år 2100. Det er mere, end Månens tyngdekraft påvirker Jordens rotation i samme tidsrum.
- Aktuel vurdering: +1,33 ms pr. århundrede
- Prognose ved uændrede emissioner frem til 2100: +2,62 ms pr. århundrede
- Månens indflydelse: mindre end den forventede effekt fra klimaforandringerne
Der er altså tale om meget små tidsrum. Alligevel beskriver forskerne det som en næsten enestående begivenhed i den nyere Jordens historie – fordi forandringen opbygges så hurtigt.
Jordens langsigtede historie: et blik 3,6 millioner år tilbage
For at vurdere, hvor usædvanlig den nuværende udvikling er, rækker satellitdata fra de seneste årtier ikke. Forskerne rejste derfor tilbage i geologisk tid – cirka 3,6 millioner år tilbage til den geologiske epoke Piacenzium, midt i Jordens tidsalder Pliocæn.
Til dette formål undersøgte de mikroskopiske fossile organismer kaldet benthiske foraminiferer. Disse encellede organismer levede på havbunden, og deres kalkskaller optog den kemiske signatur fra havvandet. Ud fra denne signatur kan man udlede, hvor højt havniveauet dengang lå.
Kemien i ældgamle havorganismer afslører, hvordan iskapperne – og dermed dagslængden – har ændret sig over millioner af år.
Logikken er følgende:
- Når meget is er bundet ved polerne, falder havniveauet, og massen forbliver tæt på polerne.
- Når isen smelter, stiger havniveauet, og vandet fordeler sig mere mod ækvator.
- Denne masseforskydning påvirker Jordens rotationshastighed og dermed dagslængden.
Datagrundlaget fra fossile arkiver er ufuldstændigt. For alligevel at opnå et så komplet billede som muligt benyttede holdet en probabilistisk deep learning-model. Algoritmen lærte at genkende typiske mønstre i kendte tidsserier og udfyldte manglende afsnit med beregnet usikkerhed.
På dette grundlag kunne forskerne rekonstruere, hvordan dagslængden har ændret sig over 3,6 millioner år – altid koblet til forandringer i ismasser og havniveauer.
En næsten enestående begivenhed i Jordens historie
Rekonstruktionen viser, at der i hele denne periode kun var én enkelt fase, hvor dagslængden ændrede sig lige så hurtigt som i dag. Det var for cirka to millioner år siden, da iskapperne svingende særligt kraftigt. Dengang skabte langsigtede astronomiske cyklusser – blandt andet mindre ændringer i Jordens bane og aksehældning – enorme men langsomme klimaoscillationer.
Den afgørende forskel: denne tidligere forandring strakte sig over titusinder af år. Den nuværende effekt opbygges på få årtier – drevet af den hastigt stigende udledning af CO₂ og andre drivhusgasser.
Det, naturlige processer engang skabte i løbet af årtusinder, formår menneskeheden i dag at skabe på en brøkdel af den tid.
For forskerne er dette et klart tegn på, at den aktuelle tendens ikke skyldes normale udsving i jordsystemet, men direkte menneskelig aktivitet.
Hvorfor millisekunder kan have kæmpe betydning for vores teknologi
I hverdagen lever mennesker fint med upræcise ure. For moderne højteknologi gælder det ikke. Mange systemer kræver et ekstremt præcist tidsgrundlag, ofte ned til millionedele sekunder.
Det gælder blandt andet:
- Atomure, der definerer globale tidsskalaer
- GPS- og andre navigationssatellitter, der styrer fly- og skibstrafik
- Satellitter til vejr- og klimaovervågning
- Elnet, der balancerer udbud og efterspørgsel i realtid
- Højfrekvenshandel på finansmarkeder, hvor millisekunder afgør gevinst eller tab
Hidtil har fagfolk udlignet den lille uorden i Jordens rotation ved hjælp af såkaldte skudsekunder. Når den roterende Jord ikke længere passer præcist til atomtiden, indsættes lejlighedsvis et sekund ved årets afslutning. Det sikrer, at solens position og klokkeslættet ikke løber fuldstændigt fra hinanden.
Hvis den klimadrevne forlængelse af dagene accelererer, kan dette system komme under pres. Enhver justering belaster IT-infrastruktur og kommunikationssystemer, og mange netværk er ekstremt følsomme over for pludselige tidsskift. Tidligere skudsekunder har allerede medført softwareproblemer og nedbrud.
Hvad "antropogen" konkret betyder
Undersøgelsen betegner udtrykkeligt effekten som antropogen – det vil sige forårsaget af mennesker og ikke af naturlige årsager. De underliggende mekanismer er velkendte:
- Afbrænding af kul, olie og gas frigiver store mængder CO₂.
- Drivhusgasser lagrer mere varme i atmosfæren.
- Gletsjere og iskapper smelter hurtigere, og havniveauet stiger.
- Omfordelingen af vandmasser sænker Jordens rotationshastighed.
Dermed bliver det abstrakte begreb Antropocæn – den af mennesker prægede geologiske tidsalder – meget konkret: vores industrielle aktivitet når helt ind i planetens fineste fysiske egenskaber, herunder den hastighed, hvormed den roterer.
Hvad denne effekt betyder for de kommende årtier
For den personlige tidsfornemmelse forbliver effekten minimal. Ingen vil mærke, at en dag i år 2100 varer et par millisekunder længere end i dag. Det bliver interessant ved skæringspunktet mellem geofysik, datalogi og infrastruktur.
Jo flere processer der er afhængige af ultrapræcise tidsstempler, desto mere følsomme er de over for afvigelser. Mulige fremtidige konsekvenser kan omfatte:
- Hyppigere eller mere komplekse korrektioner af officielle tidsskalaer
- Tilpasninger af protokoller for GPS, internet-tidsservere og satellittelekommunikation
- Større ressourceforbrug til tests og sikkerhedsmekanismer i kritiske IT-systemer
- Politiske og tekniske debatter om, hvorvidt skudsekunder skal videreføres eller erstattes på lang sigt
Forskerne understreger, at vi sandsynligvis ikke selv vil opleve de alvorligste tekniske problemer. Mange af de mulige forstyrrelser vil først vise sig fuldt ud om flere generationer. Alligevel viser undersøgelsen: klimapolitik afgør ikke kun spørgsmål om hedebølger, oversvømmelser og artsuddøen – men også den fine takt, som vores tekniske civilisation fungerer efter.
Mere end blot en kuriøs sideeffekt
Et par ekstra millisekunder pr. dag lyder umiddelbart harmløst, næsten kurioset. Men bag dette tal gemmer sig en massiv fysisk proces: planeten omfordeler sin masse, fordi enorme ismængder forsvinder. Det ændrer havniveauet, truer millioner af mennesker i kystregioner – og bremser samtidig Jordens rotation.
Den der ønsker at forstå, hvor gennemgribende klimaforandringerne ændrer vores livsgrundlag, finder i denne undersøgelse et slående eksempel. Det er ikke kun vores byer, økosystemer og økonomiske systemer, der mister takten. Selv den ellers stabile kosmiske størrelse – længden af en dag – glider langsomt ud af sit ældgamle spor.
