Vědci ukazují, že globální oteplování začíná zasahovat i do délky dne. Roztápějící se ledovce a narůstající hladina oceánů nenápadně zpomalují rotaci naší planety způsobem, který geofyzici dosud nezaznamenali.
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, abys to pocítil v každodenním životě, ale zároveň natolik rychle, že se tím už musí zabývat inženýři odpovědní za měření času, GPS a energetické sítě.
Několik týmů vědců popsalo v prestižním vědeckém časopise, že se v posledních desetiletích den začal prodlužovat. Proces úzce souvisí s táním ledovců a ledových příkrovů a rostoucí hladinou oceánů. Pro člověka je to nepostřehnutelné, ale pro geodety, specialisty na satelitní navigaci a atomové hodiny už ne. Jejich systémy předpokládají, že se Země otáčí velmi předvídatelným způsobem.
Jak globální oteplování brzdí Zemi
Odhady ukazují, že se délka dne dnes zvyšuje přibližně o 1,33 milisekundy za sto let. Koncem století by však tempo mohlo vzrůst až na 2,62 milisekundy za sto let. Pro běžného člověka je to nepostřehnutelné, ale pro technologické systémy už jde o měřitelný problém.
Aby vědci vysvětlili mechanismus, přirovnávají Zemi k krasobruslařce na ledě. Když krasobruslařka přitáhne ruce k tělu, začne se otáčet rychleji. Když je roztáhne, pohyb zpomalí. Řídí to zákon zachování momentu hybnosti.
Podobně je to s naší planetou. Zjednodušeně řečeno: když se velké množství ledu nachází u pólů, je větší část hmoty 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.
Práve tento druhý scénář pozorujeme stále výrazněji v éře intenzivního oteplování klimatu způsobeného lidskou činností. Výzkumníci zdůrazňují, že od začátku 21. století prodlužování dne postupuje tempem, které by přirozeným procesům zabralo tisíce nebo dokonce desítky tisíc let.
Přirozené procesy už nestíhají
Po desítky tisíc let se délka dne měnila hlavně vlivem přirozených faktorů: gravitace Měsíce, pohybů tektonických desek, deformací zemské kůry nebo takzvaného odrazu po ústupu dávných ledových příkrovů. Tyto procesy obvykle působí pomalu a předvídatelně.
V předchozích desetiletích působilo pohybující se tekuté jádro a plášť Země opačným směrem než klima. Urychlovaly rotaci planety více, než ji brzdil tající led. Výsledkem bylo, že se den dokonce zkracoval. Tato jemná rovnováha se však začala překládat.
Vědci analyzovali data sahající 3,6 milionu let zpět, až do pozdní části epochy zvané pliocén. Chtěli zjistit, zda se podobné jevy stávaly v minulosti. Klíčem se ukázaly mikroskopické organismy nazývané bentické foraminifery.
Tito jednobuněční tvorové žili na dně moří a oceánů a v jejich schránkách se zapsala chemická historie dávných oceánů. Ve složení minerálů zkamenělých foraminifer lze vyčíst mimo jiné tehdejší teploty vody a hladinu moře. Hladina moře pak vypovídá o tom, jak byla rozložena ledová hmota na Zemi.
Co prozrazují zkameněliny ze dna oceánů
Čím více ledu se nacházelo na pólech, tím nižší byly oceány. Když led tál, moře stoupala. Porovnáním dat z foraminifer s modely fyziky rotace Země vědci rekonstruovali změny délky dne během 3,6 milionu let.
Samotné pozorování zkamenělin však nestačilo. Geologická data jsou plná mezer, takže výzkumníci sáhli po nástroji ze současné informatiky: pravděpodobnostním hlubokém učení. Algoritmus umělé inteligence byl natrénován tak, aby rozpoznával vzorce v neúplných záznamech a odhadoval chybějící fragmenty s určitou úrovní jistoty.
Na tomto základě bylo možné podrobněji rekonstruovat změny hladiny moří a nepřímo i rozložení hmoty na Zemi. Kombinace zkamenělin, geofiziky a strojového učení umožnila vidět, jak často v historii planety docházelo k prodlužování dne podobným tempem, jaké pozorujeme dnes.
Výsledky byly překvapivé. Ukázalo se, že během celých 3,6 milionu let se pouze jednou vyskytlo období, kdy se den prodlužoval srovnatelným tempem. Stalo se to asi před 2 miliony let, v době obzvlášť prudkých ledovcových cyklů řízených změnami oběžné dráhy a sklonu zemské osy.
Jeden podobný epizod za miliony let
Rozdíl je zásadní. V onom období se změny táhly po desítky tisíc let a vyplývaly z přirozené dynamiky sluneční soustavy. Nyní se efekt podobného rozsahu objevuje během pouhých několika desetiletí v důsledku emisí skleníkových plynů.
Pokud lidstvo udrží dosavadní úroveň emisí, mohl by vliv klimatu na délku dne do konce století převýšit vliv Měsíce na rotační pohyb Země. Pro laiky to zní abstraktně, ale pro vědce zabývající se dynamikou Země je to znamení, že jsme vstoupili do období silného přetížení přirozených procesů.
Tempo této změny odlišuje současnou epochu na pozadí geologické historie planety. Nejde tedy jen o samotný fakt změny, ale především o její rychlost a zdroj: lidskou činnost. Výzkumníci zdůrazňují, že takovou rychlost přírodní procesy v podstatě neznamenaly.
Proč několik milisekund dělá rozdíl
Změna délky dne o pár milisekund za sto let nezpůsobí, že si najednou lépe vyspíš nebo získáš na další kávu během dne. Problém se objevuje jinde: celá současná civilizace se opírá o mimořádně přesné měření času.
Systémy citlivé na drobné změny v čase zahrnují:
- atomové hodiny, které tvoří základ světové časové stupnice a synchronizují telekomunikační sítě
- GPS a další systémy satelitní navigace potřebující přesnost na nanosekundy pro určení polohy s přesností na metry
- řízení energetických sítí vyžadující dokonale synchronizovaná měření pro udržení rovnováhy mezi výrobou a spotřebou elektřiny
- vysokofrekvenční obchodování na finančních trzích s tisíci transakcemi v milisekundách
- sondy a družice monitorující klima a počasí opírající se o velmi přesné polohování a časování
- infrastruktura pro mobilní sítě a internet závisející na synchronizaci časových serverů
- vědecké experimenty vyžadující koordinaci mezi různými laboratořemi po celém světě
Když se Země zpomaluje, skutečný čas otáčení se začíná pomalu rozcházet s časem počítaným atomovými hodinami. Aby se to vyrovnalo, používají se už roky takzvané přestupné sekundy – drobné korekce příležitostně připisované k oficiálnímu času.
Pokud bude tempo změn dále růst, přidávání a odečítání takových sekund se stane čím dál častější a obtížnější. Část informatických systémů už měla problémy při předchozích korekcích, což ukázalo, jak citlivá je tato infrastruktura.
Co z toho plyne pro běžného člověka
V každodenním životě nepocítíš, že se Země točí o zlomek tisíciny sekundy pomaleji. Mnohem citelnější bude samotný fakt, že jde o další signál ukazující rozsah zásahu lidstva do fungování planety.
Globální oteplování se obvykle asociuje s vlnami veder, suchem, 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 čím dál důležitější vyvíjet flexibilní časové standardy a modernizovat systémy, které musí spolehlivě fungovat při častějších korekcích. To je úkol pro mezinárodní instituce zabývající se časem, navigací a digitální infrastrukturou. Pro debaty o klimatu má toto téma ještě jiný rozměr.
Přidává další argument do seznamu důsledků spalování fosilních paliv, který se těžko odbude pokrčením ramen. Pokud je oteplování schopné zbrzdit pohyb Země tempem, které příroda prakticky nezaznamenávala, je obtížné tvrdit, že jde jen o přirozené výkyvy. Může ti to připadat jako zajímavost z oblasti vědy, ale jde o tiché svědectví toho, jak hluboce přestavujeme fungování naší planety.
