Tající ledovce a vzestup hladiny oceánů neovlivňují jen počasí. Vědci zjistili, že mění také rychlost otáčení naší planety, což má důsledky pro systémy navigace i energetické sítě.
Zní to jako science fiction, ale jde o tvrdou geofyziku: přesouvající se hmoty vody a ledu jemně zpomalují rotační pohyb naší planety. Děje se to příliš pomalu na to, abychom to vnímali v každodenním životě, ale zároveň natolik rychle, že se tím už musí zabývat inženýři odpovědní za měření času, GPS a energetické sítě.
Tým vědců publikoval v prestižním vědeckém časopise zjištění, že v posledních desetiletích se den začal prodlužovat. Proces úzce souvisí s táním ledovců a ledových štítů a s rostoucí hladinou oceánů. Odborné odhady ukazují, že délka dne se dnes zvyšuje přibližně o 1,33 milisekundy za sto let a koncem tohoto století by tempo mohlo vzrůst až na 2,62 milisekundy za sto let.
Pro běžného člověka je to nepostřehnutelné. Pro geodety, specialisty na satelitní navigaci a atomové hodiny však nikoliv. Jejich systémy předpokládají, že se Země točí velmi předvídatelným způsobem.
Jak globální oteplování zpomaluje rotaci planety
Abys pochopil mechanismus, výzkumníci přirovnávají Zemi k krasobruslařce. Když krasobruslařka přitáhne ruce k tělu, začne se točit rychleji. Když je rozpřáhne, pohyb se zpomalí. Řídí to zákon zachování momentu hybnosti.
Podobně je to s naší planetou. Ve zjednodušení funguje takto: když velké množství ledu leží u pólů, větší část hmoty se nachází blíže k ose rotace a Země se točí o něco rychleji. Když led taje, voda stéká do oceánů a rozlévá se blíže k rovníku, hmota se vzdaluje od osy a rotační pohyb se nepatrně zpomaluje.
Právě tento druhý scénář pozorujeme stále výrazněji v éře intenzivního oteplování klimatu v důsledku lidské činnosti. Badatelé zdůrazňují, že od začátku 21. století postupuje prodlužování dne tempem, které by přirozeným procesům trvalo tisíce či dokonce desítky tisíc let.
Toto tempo odlišuje současnou epochu od geologické historie planety. Nejde tedy jen o samotný fakt změny, ale především o její rychlost a zdroj – lidskou aktivitu.
Co prozrazují zkamenělé organismy ze dna oceánů
Aby vědci zjistili, zda se podobné jevy vyskytovaly v minulosti, sáhli do velmi vzdálených dob. Analyzovali data sahající 3,6 milionu let zpět, až do pozdní části éry zvané pliocén.
Klíčem se ukázaly mikroskopické organismy – bentické foraminifery. Tyto jednobuněčné tvory žily na dně moří a oceánů a v jejich schránkách se zachovala chemická historie dávných oceánů. V minerálním složení zkamenělých foraminifer lze vyčíst mimo jiné tehdejší teploty vody a úroveň hladiny moře.
Úroveň moře vypovídá o tom, jak byla rozložena hmota ledu na Zemi. Čím více ledu bylo na pólech, tím nižší byly oceány. Když led tál, moře stoupala. Porovnáním dat z foraminifer s modely fyziky rotace Země výzkumníci rekonstruovali změny délky dne během 3,6 milionu let.
Samotné pozorování zkamenělin však nestačilo. Geologická data jsou plná mezer, proto badatelé využili nástroj ze současné informatiky: probabilistické hluboké učení.
Jak umělá inteligencí doplnila chybějící kapitoly
Algoritmus AI byl natrénován tak, aby rozpoznával vzorce v neúplných záznamech a odhadoval chybějící fragmenty s určitou mírou jistoty. Na tomto základě bylo možné podrobněji rekonstruovat změny úrovně moří a nepřímo i rozložení hmoty na Zemi.
Kombinace zkamenělin, geofyziky a strojového učení umožnila zjistit, jak často se v historii planety vyskytovalo tempo prodlužování dne podobné tomu, které pozorujeme dnes. Ukázalo se, že během celých 3,6 milionu let se pouze jednou objevilo období, kdy se den prodlužoval srovnatelným tempem.
Stalo se to přibližně před 2 miliony let, v době obzvlášť prudkých ledovcových cyklů řízených změnami oběžné dráhy a sklonu zemské osy. Zásadní rozdíl je v tom, že v onom období se změny táhly po desítky tisíc let a vyplývaly z přirozené dynamiky sluneční soustavy. Současný efekt podobného rozsahu se objevuje během pouhých několika desetiletí v důsledku emisí skleníkových plynů.
Pokud lidstvo udrží dosavadní úroveň emisí, vliv klimatu na délku dne může do konce století převýšit vliv Měsíce na rotační pohyb Země. Pro laiky to zní abstraktně, ale pro vědce zabývající se dynamikou Země je to signál, že jsme vstoupili do období silného přeřízení přirozených procesů.
Proč několik milisekund dělá zásadní rozdíl
Změna délky dne o pár milisekund za sto let nezpůsobí, že se náhle lépe vyspíš nebo získáš na den navíc kávu. Problém je jinde: celá současná civilizace stojí na nesmírně přesném měření času.
Systémy citlivé na mikrozmeny v čase zahrnují:
- atomové hodiny – tvoří základ světové časové škály a synchronizují telekomunikační sítě
- GPS a další systémy satelitní navigace – potřebují přesnost na nanosekundy pro určení polohy s přesností na metry
- řízení energetických sítí – vyžaduje ideálně synchronizovaná měření pro udržení rovnováhy mezi výrobou a spotřebou elektřiny
- vysokofrekvenční obchodování na finančních trzích – tisíce transakcí v milisekundách, kde časové rozdíly mohou znamenat reálné ztráty
- sondy a satelity monitorující klima a počasí – spoléhají se na velmi přesné polohování a čas
- globální komunikační infrastruktura – závisí na časové synchronizaci mezi kontinenty
- vědecké experimenty – jako urychlovače částic v laboratořích CERN vyžadují extrémní časovou přesnost
Když se Země zpomaluje, skutečný čas otáčení se začne pomalu rozcházet s časem měřeným atomovými hodinami. K vyrovnání se už roky používají takzvané přestupné sekundy, tedy drobné korekce občas přidávané k oficiálnímu času.
Pokud bude tempo změn dále růst, přidávání a odebírání takových sekund se stane četnější a obtížnější. Část informačních systémů měla při předchozích korekcích problémy, což ukázalo, jak citlivá je tato infrastruktura.
Co z toho vyplývá pro každodenní život
V běžném životě nepocítíš, že se Země točí o zlomek tisíciny sekundy pomaleji. Mnohem důležitější je fakt, že jde o další signál ukazující rozsah zásahů lidstva do fungování planety.
Globální oteplování se obvykle spojuje s vlnami veder, suchy, povodněmi, požáry nebo nižšími výnosy v zemědělství. Prodlužující se den je méně spektakulární, ale velmi výmluvný vedlejší efekt. Ukazuje, že neměníme jen počasí, ale ovlivňujeme něco tak zásadního, jako je rotační pohyb planety.
Z technického hlediska bude stále důležitější vyvíjet flexibilní časové standardy a modernizovat systémy, které musí fungovat spolehlivě při častějších korekcích. Jde o úkol pro mezinárodní instituce zabývající se časem, navigací a digitální infrastrukturou.
Pro debaty o klimatu má toto téma ještě jiný rozměr. Přidává další argument na seznam důsledků spalování fosilních paliv, který nelze odbýt pokrčením rameny. Když je oteplování schopné zbrzdit pohyb Země tempem, které příroda prakticky nezaznamenala, je těžké tvrdit, že jde jen o přirozené výkyvy. Možná by nás mělo alespoň trochu zamyslet, že neviditelné milisekundy se stávají dalším tichým důkazem toho, jak hluboce přestavujeme fungování naší planety.
