الأرض تدور أسرع مما نتوقع هذا الصيف

تدور الأرض بوتيرة أسرع هذا الصيف، مما يجعل النهار أقصر بشكل هامشي ويجذب انتباه العلماء ومراقبي الوقت.

كان يوم 10 يوليو أقصر يوم في العام حتى الآن، حيث استمر 1.36 ميلي ثانية أقل من 24 ساعة، وفقًا لبيانات من الخدمة الدولية لدوران الأرض والأنظمة المرجعية ومرصد البحرية الأمريكية، والتي تم تجميعها بواسطة timeanddate.com. سيأتي المزيد من الأيام القصيرة بشكل استثنائي في 22 يوليو و 5 أغسطس، ومن المتوقع حاليًا أن تكون أقصر من 24 ساعة بـ 1.34 و 1.25 مللي ثانية على التوالي.

طول اليوم هو الوقت الذي يستغرقه الكوكب لإكمال دورة واحدة كاملة حول محوره 24 ساعة أو 86,400 ثانية في المتوسط. لكن في الواقع، يكون كل دوران غير منتظم بعض الشيء بسبب مجموعة متنوعة من العوامل، مثل جاذبية القمر، والتغيرات الموسمية في الغلاف الجوي، وتأثير قلب الأرض السائل. ونتيجة لذلك، عادةً ما يستغرق الدوران الكامل أقل أو أكثر بقليل من 86,400 ثانية وهو فارق لا يتجاوز أجزاء من الثانية ليس له أي تأثير واضح على الحياة اليومية.

ومع ذلك، يمكن أن تؤثر هذه التباينات على المدى الطويل على أجهزة الكمبيوتر والأقمار الصناعية والاتصالات السلكية واللاسلكية، ولهذا السبب يتم تتبع أصغر الانحرافات الزمنية باستخدام الساعات الذرية، التي تم تقديمها في عام 1955. ويعتقد بعض الخبراء أن هذا قد يؤدي إلى سيناريو مشابه لمشكلة عام 2000، التي هددت بتوقف الحضارة الحديثة.

تقوم الساعات الذرية بحساب تذبذبات الذرات الموجودة في غرفة مفرغة من الهواء داخل الساعة نفسها لحساب 24 ساعة بأقصى درجة من الدقة. ونطلق على الوقت الناتج اسم التوقيت العالمي المنسق UTC، الذي يعتمد على حوالي 450 ساعة ذرية وهو المعيار العالمي لضبط الوقت، وكذلك الوقت الذي يتم ضبط جميع هواتفنا وأجهزة الكمبيوتر لدينا عليه.

Loading image...

كما يتتبع علماء الفلك أيضًا دوران الأرض باستخدام الأقمار الصناعية التي تتحقق من موقع الكوكب بالنسبة إلى النجوم الثابتة، على سبيل المثال ويمكنهم اكتشاف الفروق الدقيقة بين توقيت الساعات الذرية والوقت الذي تستغرقه الأرض فعليًا لإكمال دورة كاملة. في العام الماضي، في 5 يوليو 2024، شهدت الأرض أقصر يوم تم تسجيله على الإطلاق منذ ظهور الساعة الذرية قبل 65 عامًا، حيث كان 1.66 ميلي ثانية أقل من 24 ساعة.

يقول دنكان أغنيو، الأستاذ الفخري للجيوفيزياء الأرضية في معهد سكريبس لعلوم المحيطات وعالم جيوفيزيائي باحث في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: "نحن في اتجاه نحو أيام أسرع قليلاً منذ عام 1972". "لكن هناك تقلبات. الأمر أشبه بمراقبة سوق الأسهم، في الحقيقة. هناك اتجاهات طويلة الأجل، ثم هناك قمم وانخفاضات."

في عام 1972، وبعد عقود من الدوران البطيء نسبياً في عام 1972، تراكمت تأخيرات كبيرة بالنسبة للتوقيت الذري لدرجة أن دائرة دوران الأرض والنظم المرجعية الدولية للأرض فرضت إضافة "ثانية كبيسة" إلى التوقيت العالمي المنسق. وهذا مشابه للسنة الكبيسة، التي تضيف يوماً إضافياً إلى شهر فبراير كل أربع سنوات لمراعاة التباين بين التقويم الميلادي والوقت الذي تستغرقه الأرض لإكمال دورة واحدة حول الشمس.

منذ عام 1972، تمت إضافة ما مجموعه 27 ثانية كبيسة إلى التوقيت العالمي المنسق (UTC)، ولكن معدل الإضافة تباطأ بشكل متزايد، بسبب تسارع سرعة الأرض؛ حيث تمت إضافة تسع ثوانٍ كبيسة خلال السبعينيات بينما لم تتم إضافة أي ثوانٍ كبيسة جديدة منذ عام 2016.

وفي عام 2022، صوّت المؤتمر العام للأوزان والمقاييس (CGPM) على إلغاء الثانية الكبيسة بحلول عام 2035، مما يعني أننا قد لا نرى إضافة ثانية أخرى إلى الساعات. ولكن إذا استمرت الأرض في الدوران بسرعة أكبر لعدة سنوات أخرى، وفقًا لأغنيو، فقد نحتاج في النهاية إلى إزالة ثانية واحدة من التوقيت العالمي المنسق. وقال: "لم تكن هناك أبدًا ثانية كبيسة سالبة"، "لكن احتمال وجود ثانية كبيسة من الآن وحتى عام 2035 يبلغ حوالي 40%".

ما الذي يجعل الأرض تدور أسرع؟

قال أغنيو إن التغيرات قصيرة المدى في دوران الأرض تأتي من القمر والمد والجزر، مما يجعلها تدور بشكل أبطأ عندما يكون القمر الصناعي فوق خط الاستواء وأسرع عندما يكون على ارتفاعات أعلى أو أقل. يتضاعف هذا التأثير مع حقيقة أنه خلال فصل الصيف تدور الأرض بشكل طبيعي بشكل أسرع نتيجة تباطؤ الغلاف الجوي نفسه بسبب التغيرات الموسمية، مثل تحرك التيار النفاث شمالاً أو جنوباً؛ حيث تنص قوانين الفيزياء على أن الزخم الزاوي الكلي للأرض وغلافها الجوي يجب أن يظل ثابتاً، وبالتالي فإن سرعة الدوران التي يفقدها الغلاف الجوي يلتقطها الكوكب نفسه. وبالمثل، على مدى السنوات الخمسين الماضية، كان قلب الأرض السائل يتباطأ أيضًا، بينما تتسارع سرعة دوران الأرض الصلبة من حوله.

من خلال النظر إلى مزيج هذه التأثيرات، يمكن للعلماء التنبؤ بما إذا كان اليوم القادم يمكن أن يكون قصيرًا بشكل خاص. قال جودا ليفين، الفيزيائي وزميل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في قسم الوقت والتردد: "هذه التقلبات لها ارتباطات قصيرة المدة، مما يعني أنه إذا كانت الأرض تتسارع في يوم ما، فإنها تميل إلى أن تكون مسرعة في اليوم التالي أيضاً". "لكن هذا الارتباط يختفي مع انتقالك إلى فترات زمنية أطول فأطول. وعندما تصل إلى سنة، يصبح التنبؤ غير مؤكد تماماً. في الواقع، لا تتنبأ خدمة دوران الأرض والنظم المرجعية الدولية بدوران الأرض قبل أكثر من عام."

Loading image...

قال ليفين إنه على الرغم من أن يومًا واحدًا قصيرًا لا يحدث أي فرق، إلا أن الاتجاه الأخير للأيام الأقصر يزيد من إمكانية حدوث ثانية كبيسة سلبية. وأشار إلى أنه "عندما تم تحديد نظام الثواني الكبيسة في عام 1972، لم يعتقد أحد حقًا أن الثانية السالبة ستحدث أبدًا". "لقد كان مجرد شيء تم وضعه في المعيار لأنه كان عليك القيام بذلك من أجل الاكتمال. افترض الجميع أن الثواني الكبيسة الموجبة فقط هي التي ستكون هناك حاجة إليها على الإطلاق، ولكن الآن تقصير الأيام يجعل (الثواني الكبيسة السالبة) في خطر الحدوث، إذا جاز التعبير."

وأوضح ليفين أن احتمال وجود ثوانٍ كبيسة سالبة يثير المخاوف لأنه لا تزال هناك مشاكل مستمرة مع الثواني الكبيسة الموجبة بعد 50 عاماً. "لا تزال هناك أماكن تفعلها بشكل خاطئ أو تفعلها في الوقت الخطأ، أو تفعلها مع الرقم الخطأ، وهكذا. وهذا مع وجود ثانية كبيسة موجبة، وهو ما تم القيام به مرارًا وتكرارًا. هناك قلق أكبر بكثير بشأن الثانية الكبيسة السلبية، لأنه لم يتم اختبارها أبدًا، ولم يتم تجربتها أبدًا."

ونظرًا لأن العديد من الأنظمة التكنولوجية الأساسية تعتمد على الساعات والوقت لتعمل، مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية، والمعاملات المالية، والشبكات الكهربائية، والأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على سبيل المثال لا الحصر، فإن ظهور الثانية الكبيسة السالبة هو، وفقًا لليفين، يشبه إلى حد ما مشكلة عام 2000 وهي اللحظة التي حدثت في مطلع القرن الماضي عندما اعتقد العالم أن نوعًا من يوم القيامة سيحدث لأن أجهزة الكمبيوتر ربما لم تتمكن من التفاوض على تنسيق التاريخ الجديد، والانتقال من "99" إلى "00".

دور ذوبان الجليد

يعد التغير المناخي أيضاً عاملاً مساهماً في مشكلة الثانية الكبيسة، ولكن بطريقة مفاجئة. فبينما كان للاحتباس الحراري تأثيرات سلبية كبيرة على الأرض، إلا أنه عندما يتعلق الأمر بضبط الوقت لدينا، فقد ساعد في مواجهة القوى التي تسرّع من دوران الأرض. وتوضح دراسة نشرها أغنيو العام الماضي في مجلة الطبيعة كيف أن ذوبان الجليد في القارة القطبية الجنوبية وغرينلاند ينتشر فوق المحيطات، مما يبطئ دوران الأرض مثل المتزلج الذي يدور وذراعاه فوق رأسه، ولكنه يدور بشكل أبطأ إذا كانت الذراعان مطويتين على طول الجسم.

قال أغنيو: "لو لم يذوب هذا الجليد، ولو لم يكن لدينا احتباس حراري عالمي، لكنا بالفعل نواجه قفزة ثانية سلبية، أو كنا قريبين جدًا من الحصول عليها". إن المياه الذائبة من الصفائح الجليدية في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية مسؤولة عن ثلث الارتفاع العالمي لمستوى سطح البحر منذ عام 1993، وفقًا لوكالة ناسا.

Loading image...

لا يتسبب التحول الكتلي لهذا الجليد الذائب في تغيرات في سرعة دوران الأرض فحسب، بل في محور دورانها، وفقًا لبحث قاده بينيديكت سوجا، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة المدنية والبيئية والجيوماتيكية في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، سويسرا. وإذا استمر الاحتباس الحراري، فقد يصبح تأثيره مهيمناً. وقال سوجا: "بحلول نهاية هذا القرن، في سيناريو متشائم (حيث يستمر البشر في انبعاث المزيد من غازات الاحتباس الحراري) يمكن أن يتجاوز تأثير تغير المناخ تأثير القمر، الذي كان يقود بالفعل دوران الأرض على مدى المليارات القليلة الماضية من السنين".

في الوقت الحالي، من المحتمل أن يكون الحصول على مزيد من الوقت للاستعداد للعمل مفيدًا، نظرًا لعدم اليقين في التنبؤات طويلة الأجل بشأن سلوك دوران الأرض. قال سوجا: "أعتقد أن (الدوران الأسرع) لا يزال ضمن الحدود المعقولة، لذلك قد يكون ذلك تقلبًا طبيعيًا". "ربما في غضون سنوات قليلة، يمكن أن نرى مرة أخرى وضعًا مختلفًا، وعلى المدى الطويل، يمكن أن نرى الكوكب يتباطأ مرة أخرى. سيكون هذا حدسي، لكن من يدري."