وقتی روزها 0.5 ثانیه کوتاه‌تر شدند

مهدی زارع ـ  استاد پژوهشگاه زلزله و عضو وابسته و رئیس شاخه زمین‌شناسی فرهنگستان علوم


قطب جنوب، منزوی‌ترین قسمت کره زمین، منطقه‌ای است که با افزایش دمای هوا از دهه1990 با سرعت سه‌برابر سریع‌تر از میانگین جهانی در حال گرم‌شدن است. گرچه این گرم‌شدن می‌تواند فقط نتیجه تغییر طبیعی اقلیمی باشد، ولی مطالعه‌ای که در سال2015 منتشر شد، نشان می‌دهد که گرم‌شدن کره زمین می‌تواند با ذوب‌شدن یخچال‌های طبیعی موجب توزیع مجدد جرم شود. این موضوع به نوبه‌خود منجر به چرخش سریع‌تر سیاره در محور خود می‌شود. بسیار محتمل است که اگر سرعت چرخش زمین، بیشتر شود به یک ثانیه کبیسه‌منفی نیاز خواهد بود. درصورت بروز چنین وضعیتی، ساعت‌های ما یک ثانیه به جلو می‌روند تا سرعتشان را با سرعت زمین عجول همگام کنند. این موضوع موجب‌شده تا بحث‌های بین‌المللی در مورد آینده ثانیه‌های کبیسه بیشتر مطرح شود و مورد توجه باشد. پیتر ویبرلی، فیزیک‌دان از آزمایشگاه فیزیک ملی در بریتانیا گفته است که بحث‌هایی بین‌المللی درباره ثانیه‌های منفی در آینده درگرفته و ممکن است که نیاز به یک ثانیه جهش منفی، منجر به تصمیم برای خاتمه‌دادن همیشگی به ثانیه‌های کبیسه شود. برخی دانشمندان هم از اتحادیه بین‌المللی ارتباطات از راه دور، این فرضیه را مطرح کرده‌اند که بهتر است بگذارند این شکاف بیشتر شود تا هر وقت که لازم شد، «یک ساعت کبیسه» اضافه شود.
البته اگرچه بخش‌هایی از قطب جنوب ساحلی یخ‌ها ذوب شده‌اند که به افزایش سطح دریا کمک می‌کند اما قطب در معرض خطر ذوب‌شدن کامل نیست زیرا میانگین دمای هوا در قطب در طول سال هنوز حدود منفی‌50درجه سانتی‌گراد است. تغییرات آب و هوایی، بسیار تحت‌تأثیر انتشار دی‌اکسیدکربن و سایر گازهای گلخانه‌ای بوده ولی تجزیه و تحلیل‌ها نشان داده است که تنوع طبیعی آب و هوا می‌تواند تمام نوسانات شدید دما را پوشش دهد. دما در قطب از سال1336ش / 1957م که نخستین پایگاه علمی آمریکا در آن ایجاد شد، ثبت می‌شود. قطب جنوب محل استقرار پایگاه تحقیقاتی ایالات‌متحده در فضای یخی قطبی است که در هر دهه حدود 0.6درجه سانتی‌گراد یا 1.1درجه فارنهایت گرم می‌شود. برای چندین دهه، میانگین دما در قطب جنوب ثابت یا رو به کاهش بود؛ در واقع بادهای شدید غربی که قاره قطب جنوب را در برگرفته‌اند، به‌عنوان مانع، از نفوذ هوای گرم به داخل محدوده قطب جلوگیری می‌کنند. اما هنگامی که دمای سطح دریا در نواحی گرمسیری غربی اقیانوس آرام شروع به افزایش می‌کند، بخشی از یک نوسان طبیعی آب و هوایی در مقیاس زمانی چند دهه اتفاق می‌افتد. جریان‌های اقیانوس که هوا را گرم می‌کنند، تا شبه‌جزیره قطب جنوب در فاصله بیش از 8000کیلومتر نیز می‌رسند.
همراه با وزش باد شدیدتر غربی که بخشی از الگوی طولانی‌مدت دیگری است، موج‌های هوا منجر به توفان‌های شدیدتری در دریا در ناحیه شرق شبه‌جزیره می‌شوند. این توفان‌های چرخشی، هوای گرم‌تری را از اقیانوس اطلس جنوبی به داخل قاره می‌آورند. از همین روست که توفان‌های شدیدتر منجر به کاهش اخیر یخ‌های منطقه شده است. این گرمایش در سطح فلات قطب جنوب یکنواخت نیست؛ چرا که فلات مزبور گستره عظیمی را با متوسط ​​ارتفاع نزدیک به 3کیلومتر پوشش می‌دهد. پایگاه دائمی دیگر در این فلات، ایستگاه وستوک روسیه در حدود 1300کیلومتری قطب است که سنجشگرهای آن نیز افزایش سریع دما را نشان می‌دهند. زمین در حال چرخش سریع‌تر از حالت عادی است و در نتیجه طول هر روز کمی کمتر از 24ساعت شده است. این سؤال مطرح شده است که آیا اکنون لازم است یک ثانیه از زمان را حذف کنند تا این تغییر را جبران کنند، تا با توجه به سرعت چرخش زمین دقت را به جدول زمانی بازگردانند؟ «کبیسه ثانیه‌ای منفی» قبلاً هرگز اعمال نشده است. با وجود این، از سال1970 در مرکز خدمات مرجع و چرخش زمین IERS مستقر در پاریس، در مجموع 27ثانیه کبیسه به‌منظور همسان‌سازی‌ زمان اتمی با زمان خورشیدی اضافه شده است. طی 50سال گذشته گردش زمین برای انجام چرخش کامل حول محور خود، کسری کمتر از کل 24ساعت طول کشیده است. با این حال، در اواسط سال 2020، این روند ناگهان معکوس شد. به‌عنوان مثال، در روز 19ژوئیه سال2020، طول روز 1.46میلی‌ثانیه کمتر از 24ساعت کامل بود. براساس این گزارش، این رکورد 28بار فقط در یک سال گذشته شکسته‌شده و روزها 0.5‌ثانیه از 24ساعت کوتاه‌تر شده است. گرم‌شدن کره‌زمین می‌تواند دلیل این پدیده باشد. ذوب‌شدن یخچال‌های طبیعی، چرخش سریع‌تر زمین حول محور خود را موجب می‌شود.