Znepokojivé zjištění geofyziků: planeta mění rychlost svého otáčení
Vědci z několika předních světových univerzit přišli s varující zprávou. Tající ledovce a stoupající hladiny oceánů skutečně ovlivňují rychlost, s níž se Země otáčí. Změna sice nepřesahuje tisíciny sekundy, ale tempo tohoto posunu nemá v celé geologické historii planety prakticky žádnou obdobu.
Měření z posledních desetiletí naznačovala, že se den na Zemi pozvolna zkracuje. Jenže tento trend se obrátil. Vědci publikující v odborném žurnálu Journal of Geophysical Research: Solid Earth nyní prokazují, že délka dne začala naopak narůstat — a to rychlostí, která patří k nejvyšším v celé geologické historii naší planety.
Podle jejich výpočtů se den v současnosti prodlužuje přibližně o 1,33 milisekundy za každých sto let, přičemž hlavní viník je jediný: lidská činnost. Na první pohled se to zdá jako bezvýznamná maličkost. Žádnou extra epizodu seriálu tím nezískáte, ani si o žádný postřehnutelný okamžik déle nespíte. Skutečný problém ale tkví jinde — tak rychlá změna rotace planety v tak krátké době by se prostě bez velmi silného vnějšího impulzu dít neměla.
Jak globální oteplování mění rychlost otáčení naší planety
Vědci celý mechanismus vysvětlují pomocí elegantní a srozumitelné analogie. Představte si krasobruslařku na ledě. Přitáhne-li ruce k tělu, roztočí se rychleji. Natáhne-li je od sebe, zpomalí. Jde o zákon zachování momentu hybnosti: hmota soustředěná blízko osy rotace pohyb urychluje, hmota vzdálená od osy ho naopak brzdí.
Se Zemí se dnes děje něco velmi podobného. Tání ledovců způsobuje masivní přesuny vodních mas po celém povrchu planety. Dokud jsou na pólech rozsáhlé ledovce a mořský led, obrovské množství vody zůstává soustředěno v blízkosti pólů. Jakmile led roztaje, tato hmota odtéká do oceánů a přesouvá se směrem k nižším zeměpisným šířkám.
Výsledkem je nárůst takzvaného momentu setrvačnosti planety a jemné zpomalení její rotace. Podobné procesy probíhaly i v minulosti, ale vždy mimořádně pomalu a z přirozených příčin — gravitačního působení Měsíce, pohybu tektonických desek, pomalé deformace zemské kůry nebo dějů odehrávajících se uvnitř zemského jádra. Tento geologický „šum“ přitom zpravidla působil opačným směrem a rotaci Země spíše urychloval.
Proč současné tempo alarmuje mezinárodní tým badatelů
Autoři studie zdůrazňují, že od počátku 21. století nastalo něco zcela bezprecedentního v měřítku lidské civilizace. Během pouhých dvou desetiletí začala délka dne narůstat tempem, jehož by přirozené faktory dosahovaly celá tisíciletí. Vědci to říkají zcela otevřeně: současná anomálie má antropogenní charakter — přímo vyplývá z lidské činnosti a emisí skleníkových plynů.
Klima tím přestalo být jen jedním z mnoha faktorů přirozených výkyvů. Stalo se hlavním aktérem, který mění způsob, jakým se naše planeta otáčí. A to do té míry, že srovnatelné tempo prodlužování dne našli badatelé v historii posledních 3,6 milionu let pouze jedinkrát.
Klíčové faktory ovlivňující rotaci Země v současnosti:
- tání kontinentálních ledovců na Grónsku a v Antarktidě
- zvyšování hladiny světových oceánů včetně Tichého a Atlantického oceánu
- přesun obrovských vodních mas od pólů směrem k rovníku
- změna rozložení hmoty v hydrosféře planety
- narušení dlouhodobé rovnováhy mezi ledovcovými a oceánskými rezervoáry vody
- růst momentu setrvačnosti celé planety
- antropogenní emise oxidu uhličitého a metanu způsobující globální oteplování
Přirozené faktory jako vliv Měsíce nebo pohyb tektonických desek nadále působí, avšak jejich vliv je nyní překonáván klimatickými změnami způsobenými člověkem. Vědci to označují za zásadní zlom v geofyzice planety.
Co odhalily záznamy staré miliony let
Aby vědci pochopili, jak výjimečný je dnešní okamžik, vrátili se v čase až o 3,6 milionu let zpět do epochy pliocénu. Přímé hodiny z té doby samozřejmě k dispozici neměli, a tak sáhli po „archivech“ ukrytých ve skalách a zkamenělinách.
Do centra jejich zájmu se dostaly mikroskopické organismy — bentické foraminifery, které kdysi žily na dně oceánů. Jejich schránky obsahují prvky s poměry měnícími se v závislosti na výšce mořské hladiny. Čím více vody bylo uvězněno v ledovcích, tím níže stála hladina oceánů. Když led tál, moře stoupala.
Analýzou chemického složení takových zkamenělin z po sobě jdoucích geologických vrstev dokázali vědci rekonstruovat hned několik věcí najednou: jak se měnily hladiny moří, co se dělo s ledovcovými příkrovy a jak tato přeměna v rozložení hmoty ovlivňovala rotaci Země a délku dne.
Historická data jsou pochopitelně neúplná. Právě zde přišly ke slovu moderní matematické nástroje. Tým využil algoritmus hlubokého učení, který se „naučil“ zákonitostem ze známých úseků záznamu a poté s určitou pravděpodobností doplnil chybějící období. Díky tomu se podařilo zrekonstruovat vývoj délky dne v perspektivě sahající několik milionů let do minulosti.
Vzácný precedent ze dvou milionů let zpět a jeho srovnání se současností
V celé této obrovské databázi nalezli badatelé pouze jedinou epizodu srovnatelnou s dnešním tempem prodlužování dne. Odehrála se přibližně před dvěma miliony let, kdy Země vstupovala do období silných klimatických výkyvů spojených s přirozenými orbitálními cykly.
Ledovcové příkrovy se tehdy rozšiřovaly a smršťovaly v rytmu trvajícím desítky tisíc let. Přesun vodních mas mezi póly a zbytkem planety rotaci skutečně zpomaloval. Zásadní rozdíl je ale v časovém měřítku: tehdy šlo o velmi dlouhé astronomické cykly, zatímco dnes hovoříme o procesu probíhajícím v řádu desetiletí.
Pokud emise skleníkových plynů zůstanou na současné úrovni, vědci odhadují, že do konce 21. století by tempo prodlužování dne mohlo vzrůst až na přibližně 2,62 milisekundy za století — hodnota přesahující samotný vliv Měsíce na rotaci naší planety. Z pohledu každodenního života jsou tyto milisekundy nepostřehnutelné. Z perspektivy technologií, na nichž stojí celá naše civilizace, jde však o zcela jiný příběh.
Když se hodiny přestanou shodovat s otáčením Země a ohrožují infrastrukturu
Moderní svět funguje díky tomu, že téměř všechny jeho části sdílejí jednu společnou, mimořádně přesnou časovou referenci. Počítačové sítě, internet, družice, finanční trhy — všude jsou rozhodující zlomky sekund. Jejich základem jsou atomové hodiny, globálně synchronizované a navázané na koordinovaný světový čas UTC.
I nepatrná odchylka mezi atomovým časem a skutečnou rotací Země může vyžadovat nákladné korekce napříč celou digitální infrastrukturou. Dosavadním řešením byly takzvané přestupné sekundy, přidávané občas k tomu, aby „dohnaly“ proměnlivou rychlost otáčení planety. Rozsah posunů, o nichž hovoří nové studie, ale naznačuje, že taková záplata v budoucnu nemusí stačit nebo bude obtížně aplikovatelná ve stávající podobě.
Potenciální dopady pocítí mimo jiné tyto systémy:
- GPS a další družicové navigace vyžadující mimořádně přesnou synchronizaci
- energetické sítě vyvažující v reálném čase výrobu a spotřebu elektřiny
- satelitní komunikace i klimatická pozorování z oběžné dráhy
- burzovní algoritmy uzavírající transakce v řádu milisekund
- astronomická observatoř v Chile i radioteleskopy v Austrálii
- globální serverová infrastruktura zajišťující cloudové služby
Vědci uklidňují, že kumulované problémy se projeví spíše ve vzdálenější budoucnosti než za života současných generací. To ale nic nemění na faktu, že tyto změny je nutné zohledňovat již dnes při navrhování systémů, které mají bezporuchově fungovat po celá desetiletí.
Proč jsou tyto milisekundy varováním, a ne jen zajímavostí
Zpomalování rotace Země lze snadno odbýt jako „kosmický detail“ zajímající výhradně geofyziky. Takový přístup však vede k chybnému závěru, že jde pouze o vědeckou kuriozitu. Ve skutečnosti se jedná o další velmi zřetelný signál toho, jak hluboko lidstvo zasahuje do fungování celé planety.
Nepřestavujeme jen klima, ale také rozložení hmoty na Zemi, její pohyb i hodiny, podle nichž se čas určuje. Budoucí generace budou muset spravovat stále složitější časovou infrastrukturu přizpůsobenou planetě, která se již neotáčí tak jako ve 20. století. Každý další stupeň oteplení nepřináší jen extrémní povětrnostní jevy a migrace milionů lidí ze zaplavených oblastí.
Jde také o řadu tichých, těžko zvratných posunů v samotném „mechanismu“ Země. Vliv na délku dne je jedním z nich — na náramkových hodinkách naprosto neviditelný, ale ve vědeckých datech naprosto zřetelný. Stojí za zamyšlení, jak daleko jsme ochotni zajít v experimentu s planetou, na níž žijeme.
