آفتاب فراوان، بستنی و عصرهای ساحل ممکن است شما را به این فکر بیندازد که کاش تابستان هرگز تمام نمیشد. متأسفانه، امسال این فصل کمی سریعتر از حالت عادی در حال گذر است. در طول ماههای ژوئیه و اوت ۲۰۲۵، نوسانات جزئی در چرخش زمین به این معنی است که بسیاری از روزها به طور قابل اندازهگیری (هرچند نه به طور قابل توجه) کوتاهتر بودهاند.
طبق گزارشات، ۲۲ ژوئیه، حدود ۱.۳۴ میلیثانیه کمتر از ۲۴ ساعت معمول (۸۶۴۰۰ ثانیه، که در آن ثانیه با ساعت اتمی تعریف میشود) بود. این آخرین مورد از یک رشته روزهای کمی کوتاهشده اخیر است. در ۱۰ ژوئیه، کوتاهترین روز سال ۲۰۲۵ تاکنون، زمین چرخش روزانه خود را ۱.۳۸ میلیثانیه سریعتر از حد معمول، طبق دادههای سرویس بینالمللی چرخش و سیستمهای مرجع زمین (IERS) به پایان رساند. در آغاز اوت، چندین روز متوالی بیش از یک میلیثانیه کمتر از ۲۴ ساعت بود.
پیشبینیهای قبلی پیشبینی میکردند که برخی از این روزها ممکن است به اندازهای سریع باشند که از زمان شروع زمانسنجی اتمی در دهه ۱۹۵۰، رکوردی محسوب شوند. اما برآوردهای اصلاحشده نشان میدهند که اینطور نیست. رکورد فعلی کوتاهترین روز همچنان ۵ ژوئیه ۲۰۲۴ است که ۱.۶۶ میلیثانیه کمتر از ۸۶۴۰۰ ثانیه بود.
این تغییر، بخشی از روندی در سالهای اخیر است که چرخش زمین در حال افزایش است. دانکن اگنیو، متخصص ژئوفیزیک در موسسه اقیانوسشناسی اسکریپس در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، میگوید: اگرچه ممکن است نگرانکننده به نظر برسد، اما شتاب آن چیزی نیست که نگران آن باشید. او به مجله پاپیولار ساینس میگوید: “این چیزی نیست که متوجه آن شوید.”
طول روز سیاره ما هرگز راکد نبوده است. اصطکاک جزر و مدی از ماه، ذوب یخچالهای طبیعی، بادهای جوی و آب و هوا و حرکت هسته مذاب، همگی بر سرعت چرخش زمین به دور محور خود هنگام انجام مدار سالانه خود به دور خورشید تأثیر میگذارند. برخی از این نیروها برخلاف یکدیگر عمل میکنند و همه در مقیاسهای زمانی متفاوتی عمل میکنند.
تغییر چرخش
در طولانیترین مدت، اثر تجمعی کشش ماه بر زمین، با افزودن اصطکاک به چرخش آن، سرعت چرخش ما را کاهش میدهد. حدود ۷۰ میلیون سال پیش، در اواخر کرتاسه، روز یک دایناسور روی زمین حدود ۳۰ دقیقه کوتاهتر بوده است، همانطور که با تجزیه و تحلیل دقیق پوستههای فسیل شده نرمتنان آشکار شد. در میلیونها سال دیگر، انتظار داریم دقایق اضافی به هر چرخه چرخش اضافه شود.
با توجه به زمان کافی (حدود ۵۰ میلیارد سال)، ماه در نهایت چرخش زمین را به شدت کاهش میدهد و با سرعت مدار خود به دور زمین از طریق قفل جزر و مدی مطابقت میدهد. در این مرحله، یک روز روی زمین حدود یک ماه طول میکشد – معادل یک چرخه قمری. اگرچه احتمالاً هرگز به این نقطه نخواهیم رسید، زیرا پیشبینی میشود خورشید ما حدود ۵ میلیارد سال دیگر به یک غول سرخ تبدیل شود و مدتها قبل از اینکه چرخش ما متوقف شود، زمین و ماه را به طور کامل در خود فرو ببرد.
سپس، حرکت هسته زمین وجود دارد که در مقیاس دههها با آن روند طولانی مدت مقابله میکند. هسته مذاب سیاره ما نیز میچرخد (هرچند آشفتهتر از سطح سیاره). این حرکت هسته دلیل و چگونگی وجود میدان مغناطیسی زمین است: سوپ آهن در حال چرخش، جریانهای الکتریکی ایجاد میکند که در مجموع به یک اثر الکترومغناطیسی تبدیل میشوند. اما در سالهای اخیر، هسته کند شده است. آگنو خاطرنشان میکند که دانشمندان دقیقاً مطمئن نیستند که چرا. او میگوید با وجود این واقعیت که هر ساحل ایالات متحده به مرکز زمین نزدیکتر از دیگری است، “ما واقعاً چیز زیادی در مورد هسته نمیدانیم.” پیشبینی حرکت آن “مانند تلاش برای پیشبینی آب و هوا بدون توانایی دیدن چیزی است.”
با این حال، آنچه مسلم است این است که سطح، هسته و جو زمین یک سیستم فیزیکی بسته را تشکیل میدهند. آگنو توضیح میدهد که قانون پایستگی تکانه زاویهای به این معنی است که یک سیستم در حال چرخش باید تکانه چرخشی کل خود را حفظ کند، مگر اینکه توسط گشتاور خارجی عمل کند. با کند شدن حرکت هسته، آن سرعت از دست رفته باید توسط بخش دیگری از سیستم جبران شود. بنابراین، برخلاف انتظار، سطح زمین شروع به چرخش سریعتر میکند. (تصور انتزاعی آن دشوار است، اما اثبات آن به اندازه کافی آسان است.) این الگوی اصلی، بخش عمدهای از دلیل کوتاهتر شدن روزها در ۵۰ سال گذشته را توضیح میدهد.
به همین ترتیب، حرکت جو ما نیز حرکت سطح را تعیین میکند. جریانهای جوی مانند جتاستریم به صورت فصلی تغییر میکنند. در تابستان، این بادهای دائمی ضعیف و کند میشوند. باز هم، به لطف پایستگی تکانه زاویهای، این حرکت به سطح منتقل میشود و باعث افزایش سرعت زمین میشود. به همین دلیل است که سال به سال، اوجها و فرودهای فصلی واضح و قابل پیشبینی در طول روز زمین وجود دارد.
کلارک ویلسون، متخصص ژئوفیزیک و ژئودزیست در دانشگاه تگزاس آستین، به مجله پاپیولار ساینس میگوید: نوسانات کوچکتر در آب و هوا و سرعت باد جهانی تأثیر بیشتری دارند. همانطور که تغییرات اقلیمی الگوهای آب و هوایی را تغییر میدهد و آب را در سراسر جهان توزیع میکند، بر چرخش سیاره نیز تأثیر میگذارد. سطح زمین به دلیل ذوب شدن کلاهک یخی کمی کندتر از حالت عادی میچرخد، اگرچه این اثر برای غلبه بر تأثیر هسته کافی نیست.
در نهایت، ماه دوباره به صورت دورهای اهمیت پیدا میکند، زیرا موقعیت نسبی آن نسبت به زمین در مدار بیضوی خود، میزان اصطکاک اعمال شده را تغییر میدهد. دو بار در ماه، ماه مستقیماً در بالای خط استوا قرار میگیرد و دو بار در ماه به حداکثر چرخش در شمال یا جنوب خط استوا میرسد. به گفتهی اگنیو، در این نقاط حداکثری و خارج از مرکز، نیروی جاذبهی آن کاهش مییابد و سرعت زمین کمی افزایش مییابد.
اندازهگیریهای کوچک
اگرچه میلیثانیههای تأخیر میتوانند با گذشت زمان به ثانیههای کبیسه تبدیل شوند، اما عموماً زندگی روی زمین را مختل نمیکنند. دلیل اینکه چندین نهاد بینالمللی شیب و چرخش زمین را با دقت رصد و اندازهگیری میکنند، این است که این اعداد برای سیستمهای دقیق موقعیتیابی جهانی (GPS)، مانند نوعی که ارتشها به آن متکی هستند، اهمیت دارند.
ویلسون میگوید: “علاقهی امروزی به این تغییرات واقعاً برای اهداف ناوبری است.” GPS به ماهوارههایی که به دور زمین میچرخند بستگی دارد. وقتی سیارهی ما سرعت خود را تغییر میدهد (یا شیب محور تغییر میکند)، رابطهی بین آن ماهوارهها و خودمان نیز تغییر میکند. برای مثلثبندی مکانهای تقریباً دقیق روی زمین، دانشمندان باید بدانند که سیاره نسبت به ماهوارههای GPS در کجا قرار دارد. ویلسون خاطرنشان میکند که یک خطای یک میلیثانیهای در سرعت چرخش، به معنای اختلاف حدود ۱.۵ فوتی در موقعیت مکانی خواهد بود.
آگنیو توضیح میدهد که برای پیشبینی دقیق سرعت، تا صدم میلیثانیه، IERS و سایر اجرام به اثرات قابل پیشبینی مانند موقعیت ماه، جزر و مد و تغییرات جوی فصلی وابسته هستند. ویلسون خاطرنشان میکند که آنها همچنین دادههای آب و هوای جهانی را در نظر میگیرند. سپس، وقتی نوبت به اندازهگیری واقعی سرعت چرخش میرسد، مجموعهای از تلسکوپهای رادیویی، حرکت سیاره ما را نسبت به یک چارچوب مرجع آسمانی بسیار دور و از نظر عملکردی ایستا ارزیابی میکنند.
پیشبینیها میتوانند کمی اشتباه باشند، بنابراین ما دقیقاً نمیدانیم امروز چقدر سریع گذشت تا زمانی که تمام شود. اما میتوان حدس زد که روزهای کوتاهتر هنوز در راه هستند. این دلیل بیشتری برای استفاده حداکثری از تابستان باقی مانده است.