Jde o zjištění, které má zásadní dopad nejenom na naše měření času, ale také na řadu technologií, každodenně ovlivňující náš život, například GPS: podle atomových hodin a nových astronomických měření se začala délka dnů na Zemi prodlužovat. Dosavadní trend byl přitom opačný. 

Během několika posledních desetiletí se rotace Země kolem své osy – která určuje, jak dlouhý je den – zrychlovala. Tento trend zkracoval dny, v důsledku čehož jsme v červnu 2022, konkrétně 29. června, zaznamenali rekordně nejkratší den za posledních zhruba 50 let.

Naše planeta se podle vědců točí v posledních letech rychleji než kdy dříve, což má za následek trend zkracujících se dní.
Země zažila nejkratší den v historii. Může za to zrychlená rotace, tvrdí vědci

Ale navzdory tomuto rekordu se od roku 2020 toto stálé zrychlování kupodivu mění na zpomalení – dny se opět prodlužují a důvod je zatím záhadou. Novou studii na toto téma zveřejnili v titulu The Conversation dva vědci z Tasmánské univerzity, konkrétně Matt King, ředitel Australského střediska pro antarktickou vědu, a Christopher Watson, docent školy geografie, plánování a prostorových věd.

Zatímco podle časomíry v mobilních telefonech trvá každý den přesně 24 hodin, čas, který planeta Země potřebuje k dokončení jedné rotace kolem své osy, se ve skutečnosti od této konstanty nepatrně liší. K těmto změnám dochází někdy až téměř okamžitě – a mohou je ovlivnit třeba i zemětřesení nebo bouře. Jen velmi zřídka trvá den skutečně přesně 24 hodin, tedy v přepočtu 86 400 vteřin.

Neustále se měnící planeta

Během milionů let se rotace Země zpomalovala v důsledku třecích efektů spojených s přílivem a odlivem, které způsobuje Měsíc. Tento proces přidává každé století k délce každého dne asi 2,3 milisekundy. Před několika miliardami let trval pozemský den jen asi 19 hodin.

Posledních 20 tisíc let však funguje ještě jiný proces v opačném směru, jenž rotaci Země urychluje. Když skončila poslední doba ledová, tající polární ledové příkrovy snížily povrchový tlak a zemský plášť se začal neustále pohybovat směrem k pólům.

Je to podobný princip, jaký známe třeba z baletu nebo z krasobruslení: aby se krasobruslaři či baletní mistři otáčeli při provádění piruety stále rychleji, přibližují své ruce k tělu, tedy k ose, kolem které se točí. Stejně tak rychlost rotace naší planety se zvyšuje, když se tato masa pláště přibližuje k ose Země. A tento proces každých sto let zkracuje dny asi o 0,6 milisekundy.

Země, jediná obyvatelná planeta ve sluneční soustavě
Rotace Země se postupně zpomaluje. Může to být důvod, proč stále máme co dýchat

V posledních desítkách let vstupuje do hry také spojení mezi vnitřkem Země a povrchem. Délku dne mohou změnit třeba i velká zemětřesení, i když obvykle jen nepatrně. Například velké zemětřesení Tōhoku z roku 2011 v Japonsku s magnitudou 8,9 urychlilo rotaci Země o 1,8 mikrosekundy. Kromě těchto rozsáhlých změn má významný dopad na rotaci Země v kratších obdobích také počasí a klima, vyvolávající změny v obou směrech.

Hmotou kolem planety dále pohybují i čtrnáctidenní a měsíční slapové cykly, jež mění délku dne až o milisekundu v obou směrech. Zvláště silně pak působí pohyb naší atmosféry a svou roli hrají i mořské proudy. Další proměnnou představuje sezónní sněhová pokrývka a déšť nebo těžba podzemní vody.

Proč se Země náhle zpomaluje?

Velmi přesné odhady rychlosti zemské rotace máme od 60. let minulého století, kdy se začaly vytvářet techniky pro současná pozorování kosmických těles, jako jsou kvasary. Porovnání těchto údajů s atomovými hodinami ukazovalo na to, že v posledních několika letech se délka dne zdánlivě stále zkracuje.

Jakmile však vědci odstranili výkyvy rotační rychlosti, způsobené přílivy a odlivy či sezónními vlivy, došli k překvapivému odhalení, že navzdory tomu, že Země zaznamenala 29. června 2022 rekordně krátký den, dlouhodobá trajektorie se od roku 2020 zřejmě posunula od zkracování k prodlužování. Tato změna je za posledních 50 let bezprecedentní.

Důvod této změny není jasný. Mohly to způsobit změny v povětrnostních systémech, provázené klimatickými jevy jako La Niña. Nebo zvýšené tání ledových příkrovů, i když ty se v posledních letech od své stálé rychlosti tání nijak výrazně neodchýlily.

Snímek zachycený pomocí kamery NIRCam i nástrojem MIRI ukazuje velkou galaxii připomínající kolo od vozu. Doprovází ji dvě menší spirální galaxie přibližně stejné velikosti.
Webbův teleskop pořídil další fascinující snímky, zachytil galaxii Cartwheel

Dalším zvažovaným důvodem byla obří erupce podmořské sopky poblíž souostroví Tonga, jež vychrlila do atmosféry obrovské množství vody. K té však došlo až letos v lednu, takže podle vědců pravděpodobnou příčinou nebude. Podle jiné spekulace mohla tato nedávná záhadná změna rychlosti zemské rotace souviset s jevem zvaným „Chandler wobble“, tedy malou odchylkou v ose rotace Země s periodou asi 430 dnů.

Pozorování z radioteleskopů také ukazují, že kolísání se v posledních letech zmenšilo. Existuje i reálná možnost, že uvnitř ani kolem Země se nic konkrétního nezměnilo, mohlo jít pouze o dlouhodobé slapové efekty, fungující paralelně s jinými periodickými procesy a způsobující dočasnou změnu rychlosti rotace Země.

Potřebujeme „negativní přestupnou vteřinu“?

Přesné pochopení rychlosti zemské rotace je nicméně zásadní pro řadu aplikací – například navigační systémy, jako je GPS, by bez něj nefungovaly. Časoměřiči také vkládají každých pár let do oficiálních časových plánů takzvané přestupné vteřiny, jejichž cílem je vyrovnat nepatrný rozdíl mezi délkou dne 86 400 sekund atomového času a průměrnou délkou dne slunečního času danou nepravidelnou rotací Země.

Pokud by se Země posunula na ještě delší dny, možná by museli začlenit „negativní přestupnou vteřinu“, což by bylo bezprecedentní a mohlo by to rozbít internet. „Potřeba záporných přestupných sekund se v současnosti považuje za nepravděpodobnou. Prozatím můžeme přivítat zprávu, že – alespoň na chvíli – máme každý den několik milisekund navíc,“ uzavírají King a Watson.