Klimaforandringer forlænger døgnet og forstyrrer hele Jordens ur

Sådan gør global opvarmning vores dag længere

Forskere hævder, at klimaforandringerne nu også begynder at rode med selve døgnets længde. Nye geofysiske undersøgelser viser, at smeltende gletsjere og stigende verdenshave faktisk bremser Jordens rotation. Ændringen er mikroskopisk – målt i tusindedele af et sekund – men tempoet og konsekvenserne bekymrer eksperter inden for præcis tidsmåling dybt.

I mange år viste målinger, at døgnet var blevet en smule kortere i løbet af det seneste halvt århundrede. Nu er tendensen vendt. Et forskerhold, der har publiceret i Journal of Geophysical Research: Solid Earth, dokumenterer, at døgnets længde er begyndt at vokse – og med en hastighed, der næsten er uden fortilfælde i Jordens geologiske historie.

Ifølge forskernes beregninger forlænges døgnet i øjeblikket med cirka 1,33 millisekund per hundrede år, primært som følge af menneskelig aktivitet.

Ved første øjekast lyder det ligegyldigt. Du vil ikke nå et ekstra afsnit af din yndlingsserie, og du vil ikke mærke, at du sover længere. Men problemet ligger et helt andet sted: En så hurtig ændring i planetens rotation på så kort tid burde simpelthen ikke forekomme uden en ekstremt kraftig ydre drivkraft.

Jorden som en skøjteløber på isen

Forskerne forklarer fænomenet med en simpel analogi fra skøjtebanen. Når en skøjteløber trækker armene ind mod kroppen, spinner hun hurtigere. Når hun strækker dem ud, sænker hun farten. Det skyldes bevægelsesmængdemomentets bevarelse: masse placeret tættere på rotationsaksen fremskynder bevægelsen, mens masse placeret længere væk bremser den.

Noget meget lignende sker med Jorden i dag:

• Når gletsjere og havis er udbredte, befinder en enorm vandmasse sig koncentreret tæt ved polerne
• Når isen smelter, strømmer denne masse ud i verdenshavene og bevæger sig mod lavere breddegrader
• Som følge heraf stiger planetens såkaldte inertimoment, og rotationen bremses langsomt

Indtil nu foregik sådanne forandringer uhyre langsomt og skyldtes naturlige processer: Månens tiltrækningskraft, tektoniske pladevandringer, langsom deformation af Jordens skorpe og svingninger i selve planetens kerne. Men disse geologiske baggrundskræfter virkede typisk i en anden retning – de accelererede rotationen snarere end at bremse den.

Det nye tempo overrasker forskerne

Studiets forfattere understreger, at der siden begyndelsen af det 21. århundrede er sket noget uden fortilfælde i menneskelig civilisations målestok. På blot to årtier er døgnets længde begyndt at vokse med et tempo, som naturlige faktorer ville have behøvet årtusinder om at opnå en tilsvarende effekt med.

Forskerne siger det direkte: Den nuværende anomali er antropogen – den skyldes menneskelig aktivitet og udledning af drivhusgasser.

Det betyder, at klimaet ikke længere blot "bidrager" til naturlige udsving. Det er blevet den primære aktør, der ændrer den måde, vores planet roterer på. Forskerne fandt kun én periode i de seneste 3,6 millioner år med et sammenligneligt tempo for forlængelse af døgnet.

Hvad millioner år gamle optegnelser fortæller os

For at forstå, hvor exceptionelt dette øjeblik er, gik forskerne 3,6 millioner år tilbage i tiden til pliocæn-epoken. De havde selvfølgelig ingen ure fra dengang, så de vendte sig mod "arkiver" bevaret i sten og forsteninger.

I centrum for deres undersøgelse stod mikroskopiske organismer – bentiske foraminiferer, der engang levede på havbunden. Deres skaller indeholder grundstoffer, hvis proportioner varierede afhængigt af havniveauet. Jo mere vand der var fanget i gletsjere, desto lavere var havniveauet. Når isen smeltede, steg havene.

Ved at analysere den kemiske sammensætning af sådanne forsteninger fra successive geologiske lag kan man rekonstruere:

• Hvordan havniveauerne ændrede sig over tid
• Hvad der skete med isdækket
• Hvordan denne omfordeling af masse påvirkede Jordens rotation og døgnets længde

Data fra fortiden er naturligvis ufuldstændige. Her trådte moderne matematiske værktøjer ind. Holdet anvendte en deep learning-algoritme, der "lærte" mønstre fra kendte dele af optegnelserne og derefter rekonstruerede manglende perioder med en beregnet sandsynlighed. Resultatet var en detaljeret rekonstruktion af døgnets udvikling over millioner af år.

Et sjældent fortilfælde fra for 2 millioner år siden

I hele denne enorme tidsdatabase fandt forskerne kun ét enkelt episode, der matcher nutidens tempo for forlængelse af døgnet. Det skete for cirka 2 millioner år siden, da Jorden trådte ind i en periode med kraftige klimaudsving drevet af naturlige orbitale cyklusser.

Isdækket udvidede og trak sig dengang tilbage i rytmer, der strakte sig over titusinder af år. Vandmasser forskød sig i den forbindelse mellem polerne og resten af planeten, hvilket faktisk bremsede rotationen. Den afgørende forskel er, at den proces udspillede sig over meget lange astronomiske cyklusser – mens den nuværende drives af os mennesker på blot årtier.

Prognoser for slutningen af dette århundrede: Et længere døgn end "Månens bidrag"

Hvis udledningen af drivhusgasser fortsætter på det nuværende niveau, anslår forskerne, at tempoet for forlængelse af døgnet inden slutningen af det 21. århundrede kan vokse til cirka 2,62 millisekund per århundrede. Det er en større effekt end Månens indflydelse på Jordens rotation.

Set fra hverdagens perspektiv er disse millisekunder fuldstændig umærkelige. Set fra civilisationens teknologiske infrastruktur er det en helt anden sag.

Når urene ikke længere stemmer overens med Jordens rotation

Den moderne verden fungerer fordi næsten alt har en fælles, præcis tidsreference. Computernetværk, internet, satellitter og finansmarkeder er alle afhængige af brøkdele af sekunder. Grundlaget er atomure, der er globalt synkroniserede og koblet til den såkaldte koordinerede universaltid (UTC).

Selv en lille afvigelse mellem atomtid og Jordens faktiske rotation kan kræve kostbare korrektioner i hele den digitale infrastruktur.

Hidtil har løsningen været de såkaldte skudsekunder, der tilføjes med jævne mellemrum for at "indhente" Jordens skiftende rotationshastighed. Den skala af forstyrrelser, som de nye undersøgelser peger på, antyder, at sådanne lappeløsninger måske ikke vil slå til i fremtiden – eller vil blive ekstremt vanskelige at implementere i den nuværende form.

Potentielle konsekvenser vil blandt andet ramme:

• GPS og andre satellitnavigationssystemer, der kræver ekstremt præcis synkronisering
• Elnetværk, der i realtid balancerer produktion og forbrug af strøm
• Satellitbaseret kommunikation og klimaovervågning fra kredsløb
• Børsalgoritmer, der gennemfører transaktioner på millisekunder

Forskerne beroligermed, at de akkumulerede problemer snarere vil opstå i en fjern fremtid end i de nuværende generationers levetid. Men det ændrer ikke ved, at disse forandringer allerede nu skal tages med i betragtning, når der designes systemer, der skal fungere fejlfrit i årtier frem.

Hvorfor disse millisekunder er en advarsel – ikke en kuriositet

Det er fristende at afvise Jordens langsommere rotation som "kosmiske detaljer", der kun interesserer geofysikere. Den tankegang fører let til den fejlagtige konklusion, at det blot er en videnskabelig kuriositet. I virkeligheden har vi her endnu et meget tydeligt signal på, hvor dybt menneskeheden griber ind i hele planetens funktionsmåde.

Vi ændrer ikke kun klimaet, men også massefordelingen på Jorden, dens bevægelse og det ur, som verdenstiden fastsættes efter. Fremtidige generationer vil skulle administrere en stadig mere kompleks tidsinfrastruktur, tilpasset en planet, der ikke længere roterer som den gjorde i det 20. århundrede.

Rent praktisk er hver grad ekstra opvarmning ikke blot ensbetydende med ekstreme vejrfænomener og millioners fordrivelse fra oversvømmede lavlandsområder. Det er også en række stille, næsten umulige at vende, forskydninger i Jordens selve "mekanisme". Indvirkningen på døgnets længde er én af dem – usynlig på dit ur, men meget tydelig i de videnskabelige data.