Eisschichten können Landschaften verbergen, die seit Millionen von Jahren wie in der Zeit eingefroren sind.(Bildnachweis: Jason Edwards via Getty Images)
Die Menschheit wird sich schnell der Tatsache bewusst, dass die Zeit knapp wird, um Maßnahmen zur Eindämmung der Auswirkungen des Klimawandels zu ergreifen. Ironischerweise könnte der Klimawandel selbst, der in erster Linie durch die Freisetzung von Treibhausgasen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursacht wird, dazu beitragen, eine zeitbedingte Krise zu verzögern.
Gegenwärtig wird die offizielle Zeit mit rund 450 ultrapräzisen Atomuhren gemessen, um die 1969 erstmals festgelegte koordinierte Weltzeit (UTC) einzuhalten. Eine traditionellere historische Methode der Zeitmessung nutzt die Rotation der Erde. Da die Erdrotation jedoch Schwankungen unterworfen ist, wird der Abgleich zwischen diesen beiden Messungen seit 1972 durch Hinzufügen von 27 „Schaltsekunden“ zum offiziellen Zeitstandard aufrechterhalten.
Neue Forschungsergebnisse unter der Leitung des Geologen Duncan Agnew von der University of California deuten jedoch darauf hin, dass die durch die globale Erwärmung verursachte Eisschmelze in Grönland und der Antarktis die Winkelgeschwindigkeit der Erde, d. h. die Geschwindigkeit, mit der sich der Planet dreht, beeinflussen und somit den Tag verlängern könnte, wenn auch um einen so geringen Betrag, dass er für den Menschen nicht wahrnehmbar ist – jedoch nicht für Computer, die auf eine präzise Zeitmessung angewiesen sind.
„Die globale Erwärmung wirkt sich bereits auf die globale Zeitmessung aus“, schreiben Agnew und Kollegen in einem am Mittwoch (27. März) in Nature veröffentlichten Artikel.
Durch das Abschmelzen des Eises nimmt die Winkelgeschwindigkeit der Erde schneller ab als bisher, was eine „negative Schaltsekunde“ oder die Abschaffung einer Schaltsekunde erforderlich machen könnte, die drei Jahre später als von Wissenschaftlern erwartet angenommen wird.
Das Problem dabei ist, dass Aktivitäten wie Netzwerk-Computing und Finanzmärkte die konsistente, standardisierte und präzise Zeitskala benötigen, die die UTC bietet, und dass die Hinzufügung einer negativen Schaltsekunde noch nie getestet wurde.
Inhaltsübersicht
Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter
Bahnbrechende Weltraumnachrichten, die neuesten Updates zu Raketenstarts, Himmelsbeobachtungsevents und mehr!
Durch die Übermittlung Ihrer Daten erklären Sie sich mit den Allgemeinen Geschäftsbedingungen und der Datenschutzrichtlinie einverstanden und sind mindestens 16 Jahre alt.
„Eine negative Schaltsekunde wurde noch nie eingeführt oder getestet, so dass die Probleme, die dadurch entstehen könnten, ohne Präzedenzfall sind“, schrieb Patrizia Tavella, Meteorologin in der Zeitabteilung des Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), zu den jüngsten Forschungen in einem begleitenden News & Views-Artikel. „Agnews Vorschlag, dass die Änderung verschoben werden könnte, ist in der Tat eine willkommene Nachricht.“
Tavella ist der Meinung, dass eine Verschiebung der Notwendigkeit einer negativen Schaltsekunde von 2026 auf 2029 den Meteorologen helfen könnte, die Erdrotation besser zu berechnen. Anhand dieser besseren Informationen ließe sich besser beurteilen, ob eine negative Schaltsekunde wirklich notwendig ist, während die damit verbundenen Risiken bewertet werden.
Die Erde ist ein schlechter Zeitwächter
Die Rotationsrate des Planeten war schon immer schwankend, aber vor der Einführung der präzisen Zeitmessung und der Technologie war die einzige nachteilige Auswirkung, die sie hatte, die Veränderung des Zeitpunkts von Finsternissen und anderen astronomischen Ereignissen im Vergleich zu den Aufzeichnungen, die von alten Astronomen erstellt und aufgezeichnet wurden.
„Auf einer tausendjährigen Zeitskala spiegeln die Veränderungen der Erdrotation die kombinierte Wirkung von drei geophysikalischen Prozessen wider“, schrieb Jerry Mitrovica vom Harvard Department of Earth and Planetary Sciences in dem Artikel News & Views Nature.
Mitrovica sagte, eines dieser Elemente sei die Kopplung zwischen dem Eisenkern der Erde und ihrem äußeren felsigen Mantel und ihrer Kruste. Das bedeutet, dass jede Änderung des Drehimpulses des Kerns durch eine gleich große, aber entgegengesetzte Änderung im Mantel und in der Kruste ausgeglichen werden muss. Wenn sich also der Kern verlangsamt, um die Erdrotation konstant zu halten, müssen sich die äußeren Teile des Planeten um den gleichen Betrag beschleunigen. Sowohl der Kern als auch die oberen Schichten haben jedoch an Drehimpuls verloren.
In der Vergangenheit hat diese Kern-Mantel-Kopplung zu einer Zunahme der Rotationsperiode der Erde um 6 Millionstel Sekunden pro Jahr geführt. Diese Verlangsamung mag trivial erscheinen, wird aber von Atomuhren tatsächlich wahrgenommen.
Ein Querschnitt der Erde zeigt die verschiedenen Schichten, aus denen der Planet besteht (Bildnachweis: Science Photo Library/Getty Images)
Agnew und seine Kollegen nutzten die Schwerkraftdaten von Satelliten, um die Abnahme des Drehimpulses der Erde und ihre Auswirkungen auf die Zeitmessung zu bestimmen.
Dabei stellte sich heraus, dass das verstärkte Abschmelzen der Eiskappen in Grönland und der Antarktis die Massenverteilung der Erdoberfläche verändert hat und die Winkelgeschwindigkeit der festen Außenschichten der Erde schneller abnimmt, während die Winkelgeschwindigkeit des überwiegend flüssigen Erdkerns weiter kontinuierlich abnimmt.
„Seine Analyse zeigt überzeugend, dass die Kern-Mantel-Kopplung zu einer beschleunigten Rotation geführt hat, dass aber auch eine deutliche Verlangsamung eingetreten ist, die auf das gegen Ende des zwanzigsten Jahrhunderts einsetzende Abschmelzen der polaren Eisschilde zurückzuführen ist“, schreibt Mitrovica. „Dieser vom Menschen verursachte Prozess verlangsamt die Rotation, indem er die geschmolzene Eismasse von den Polen in niedrigere Breiten verschiebt.“
Agnew und seine Kollegen weisen darauf hin, dass eine negative Schaltsekunde in der UTC zwar erst ab 2029 erforderlich sein wird, dass aber das Problem, das diese Änderung für die Zeitmessung in Computernetzwerken mit sich bringt, eine frühere Anpassung der UTC an die Erdrotation erfordert als derzeit geplant.
„Wenn sich die internationalen Zeitmessungsrichtlinien nicht bald ändern, müssen die unzähligen technologischen Grundlagen der menschlichen Gesellschaft aktualisiert werden, um auf dieses beispiellose Ereignis und das Verschwinden von 23:59:59 an einem einzigen Tag in nicht allzu ferner Zukunft vorbereitet zu sein“, schloss Mitrovica.
