บริการระบบการหมุนและอ้างอิงโลกระหว่างประเทศซึ่งมีสำนักงานใหญ่ในปารีส ทำการเปรียบเทียบระหว่างนาฬิกาอะตอมที่มีความแม่นยำสูงกับการหมุนตามจริงของดาวเคราะห์เป็นประจำ ช่างเทคนิคระบุความคลาดเคลื่อนเล็กน้อย และเมื่อจำเป็น ให้แทรกวินาทีเพิ่มเติมลงในเวลาสากลเชิงพิกัดเพื่อรักษาแนวเดียวกัน กระบวนการนี้เกิดขึ้น 27 ครั้งนับตั้งแต่ปี 1972 แต่รูปแบบของการชะลอตัวไม่สามารถคาดเดาได้ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา
นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าปัจจัยดั้งเดิม เช่น แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่มีต่อมหาสมุทร อธิบายความแปรผันก่อนหน้านี้ได้มาก ขณะนี้ มีแรงอีกแรงหนึ่งเข้ามาขัดขวางพลวัตการหมุนของโลกมากขึ้น การกระจายตัวของมวลที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของน้ำผิวดินจะเปลี่ยนโมเมนต์ความเฉื่อยของโลกไปในทางที่วัดได้
การกระจายซ้ำจำนวนมากช่วยเร่งระยะเวลาวันให้ยาวนานขึ้น
การละลายอย่างรวดเร็วของแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกและธารน้ำแข็งบนภูเขาจะปล่อยน้ำปริมาณมากที่ไหลจากขั้วไปยังเส้นศูนย์สูตร การอพยพครั้งนี้จะเพิ่มส่วนนูนของเส้นศูนย์สูตรของโลก คล้ายกับผลที่เห็นเมื่อนักสเก็ตลีลากางแขนออกและหมุนตัวช้าลง ฟิสิกส์พื้นฐานของโมเมนต์ความเฉื่อยอธิบายปรากฏการณ์ได้โดยตรง
จากการวิเคราะห์ของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเวียนนาและ ETH ซูริก ระหว่างปี 2000 ถึง 2020 กระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นพิเศษ อัตราการเพิ่มความยาววันถึง 1.33 มิลลิวินาทีต่อศตวรรษเนื่องจากปัจจัยทางภูมิอากาศเพียงอย่างเดียว ไม่มีช่วงเวลาอื่นใดที่แสดงให้เห็นถึงความแปรผันที่เทียบเคียงได้ในการกระจายตัวของมวลมหาสมุทร
- น้ำแข็งขั้วโลกละลายทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นและเคลื่อนมวลไปยังละติจูดที่ต่ำกว่า
- การเปลี่ยนแปลงนี้จะเคลื่อนวัตถุออกจากแกนการหมุนและทำให้การหมุนของดาวเคราะห์ช้าลง
- ผลกระทบสะสมมานานหลายทศวรรษและต้องมีการปรับเปลี่ยนทางเทคนิคอย่างต่อเนื่อง
การศึกษาสร้างความแตกต่างทางประวัติศาสตร์ขึ้นมาใหม่ด้วยฟอสซิลในทะเล
นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์เปลือกฟอสซิลของสัตว์หน้าดิน foraminifera เพื่อสร้างความผันผวนของระดับน้ำทะเลในช่วง 3.6 ล้านปีที่ผ่านมา องค์ประกอบทางเคมีของไมโครฟอสซิลเหล่านี้ทำให้สามารถคำนวณการเปลี่ยนแปลงการหมุนของโลกในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาได้ วิธีการนี้ได้รวมข้อมูล Paleoclimate เข้ากับอัลกอริธึมที่มีประสิทธิภาพซึ่งพิจารณาถึงความไม่แน่นอนที่มีอยู่ในบันทึกโบราณ
ผลการวิจัยซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Geophysical Research ระบุว่าอัตราการเพิ่มวันให้ยาวนานขึ้นในปัจจุบันมีความโดดเด่นในบันทึกฉบับเต็ม ระยะเวลาการละลายตามธรรมชาติในควอเทอร์นารีทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความยาววัน แต่ไม่มีความเร็วใดจะถึงความเร็วที่สังเกตได้เมื่อเร็วๆ นี้ มีเพียงตอนเดียวที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณสองล้านปีก่อนที่ใกล้เคียงกัน แม้ว่าจะมีความรุนแรงน้อยกว่าเล็กน้อยก็ตาม
ทีมงานที่นำโดย Mostafa Kiani Shahvandi และ Benedikt Soja เน้นย้ำว่าการเร่งความเร็วสมัยใหม่ทำให้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกลายเป็นมุมมองทางธรณีวิทยาที่ชัดเจน อิทธิพลของมนุษย์ต่อการแจกจ่ายซ้ำในปริมาณมากเกินกว่ารูปแบบธรรมชาติที่บันทึกไว้ตั้งแต่สิ้นสุดยุคไพลโอซีน นักวิจัยเน้นย้ำว่าปรากฏการณ์นี้เป็นผลโดยตรงจากภาวะโลกร้อนและการละลายอย่างรวดเร็ว
ผลกระทบทางเทคโนโลยีจำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนระบบนำทางอย่างแม่นยำ
ระบบระบุตำแหน่งบนพื้นโลกเช่น GPS อาศัยการซิงโครไนซ์ที่แน่นอนระหว่างนาฬิกาอะตอมกับการหมุนของโลก ความคลาดเคลื่อนในระดับมิลลิวินาทีเล็กน้อยจะสะสมข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งที่เพิ่มมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป และส่งผลกระทบต่อการใช้งานต่างๆ ตั้งแต่การนำทางทางทะเลไปจนถึงการดำเนินงานในอวกาศ หน่วยงานด้านอวกาศได้รวมการแก้ไขตามการวัดการหมุนอย่างต่อเนื่องไว้แล้ว
ความผิดปกติที่เกิดจากน้ำแข็งละลายอย่างคาดเดาไม่ได้ทำให้การปรับเปลี่ยนเหล่านี้ซับซ้อนกว่าการเปลี่ยนแปลงคงที่ที่เกิดจากกระแสน้ำบนดวงจันทร์ ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 21 การคาดการณ์บ่งชี้ว่าผลกระทบจากสภาพภูมิอากาศสามารถเอาชนะอิทธิพลดั้งเดิมของดวงจันทร์ที่มีต่อการชะลอตัวของการหมุน แม้แต่การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยก็จำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างถาวรเพื่อรักษาความแม่นยำทางเทคโนโลยี
ความเชื่อมโยงระหว่างการเคลื่อนที่ของขั้วกับความยาวของวันเป็นหลักฐานที่ชัดเจน
การศึกษาก่อนหน้านี้โดยกลุ่มวิจัยเดียวกันได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศยังส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของขั้วในระยะยาวด้วย กล่าวคือ การเคลื่อนตัวของแกนหมุน ปรากฏการณ์ทั้งสองนี้เชื่อมโยงกันด้วยการกระจายมวลเดียวกันซึ่งเกิดจากการละลายของน้ำแข็งในทวีปและการเปลี่ยนแปลงแหล่งกักเก็บน้ำบนพื้นดิน ทั้งสองเกิดขึ้นจากกระบวนการที่สังเกตการณ์ด้วยความเข้มข้นมากขึ้นตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 21
บริการหมุนโลกสากลยังคงบันทึกการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นต้องแทรกวินาทีกระโดดเป็นครั้งคราว ระบบได้รับการออกแบบมาเพื่อการชะลอตัวที่คาดการณ์ได้ แต่อิทธิพลที่เพิ่มขึ้นและไม่แน่นอนของสภาพอากาศของมนุษย์ทำให้เงื่อนไขการจัดการเปลี่ยนแปลงไป เครือข่ายดาวเทียมและการสื่อสารเผชิญกับความท้าทายที่คล้ายกันในการกำหนดวงโคจรและการซิงโครไนซ์อย่างแม่นยำ
ฟอสซิลและแบบจำลองยืนยันว่าไม่มีแบบอย่างล่าสุด
การสร้างใหม่โดยใช้ข้อมูล foraminifera สัตว์หน้าดินและข้อมูล Pliocene ตอนปลายเผยให้เห็นความผันผวนตามธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรน้ำแข็ง แผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ขยายตัวและหดตัวซ้ำๆ ทำให้เกิดการเร่งและชะลอการหมุน อย่างไรก็ตาม อัตราปัจจุบันระหว่างปี 2000 ถึง 2020 ยังคงไม่มีใครเทียบได้ในช่วง 3.6 ล้านปีที่ผ่านมา
Benedikt Soja จาก ETH Zurich ตั้งข้อสังเกตว่าการค้นพบนี้ตอกย้ำลักษณะพิเศษของอัตราการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสมัยใหม่ ทีมงานใช้แบบจำลองทางกายภาพของการหมุนของดาวเคราะห์รวมกับการสังเกตการณ์ที่มีความแม่นยำสูง การคำนวณยังคงแข็งแกร่งแม้ต้องเผชิญกับความไม่แน่นอนในผู้รับมอบฉันทะในยุคบรรพกาล
งานนี้ได้รวบรวมหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ของน้ำผิวดินซึ่งได้รับแรงหนุนจากภาวะโลกร้อนในปัจจุบันได้กำหนดทิศทางการหมุนของโลกในลักษณะที่โดดเด่น แนวโน้มยังคงชัดเจน แม้ว่าความแปรผันสัมบูรณ์จะยังคงอยู่ในระดับเศษส่วนมิลลิวินาทีต่อศตวรรษก็ตาม