Globální oteplování zasahuje i do délky dne
Něco, co zní jako námět na sci-fi román, je ve skutečnosti tvrdá geofyzikální realita. Vědci zjistili, že globální oteplování začíná ovlivňovat samotnou délku pozemského dne. Tající ledovce a stoupající hladiny oceánů nenápadně brzdí rotaci naší planety způsobem, který odborníci dosud nezaznamenali.
Přesun obrovských hmot vody a ledu jemně zpomaluje otáčení Země. Děje se to příliš pomalu na to, aby to kdokoliv vnímal v každodenním životě – zároveň však dost rychle na to, aby tím museli vážně zabývat inženýři odpovědní za přesné měření času, fungování GPS nebo stabilitu energetických sítí.
Několik výzkumných týmů popsalo v prestižním vědeckém časopise, že se den v posledních desetiletích skutečně prodlužuje. Příčinou je tání ledovců, ledových příkrovů a s tím spojený vzestup oceánských hladin. Pro člověka je to nepostřehnutelné, pro odborníky na satelitní navigaci a atomové hodiny už nikoli – jejich systémy totiž předpokládají předvídatelnou rotaci planety.
Jak globální oteplování brzdí Zemi
Podle aktuálních odhadů se délka dne v současnosti prodlužuje přibližně o 1,33 milisekundy za sto let. Do konce tohoto století by se však toto tempo mohlo vyšplhat až na 2,62 milisekundy za sto let. Pro běžného člověka nepostřehnutelné – pro technologické systémy závislé na přesném čase jde o měřitelný a závažný problém.
Aby vědci vysvětlili samotný mechanismus, přirovnávají Zemi ke krasobruslařce na ledě. Přitáhne-li ruce k tělu, začne se otáčet rychleji. Rozpaží-li je, pohyb se zpomalí. Platí tu zákon zachování momentu hybnosti.
S naší planetou to funguje velmi podobně. Když je velká část ledu soustředěna u pólů, nachází se více hmoty blízko osy rotace a Země se točí o něco rychleji. Jakmile led taje, voda stéká do oceánů a rozlévá se směrem k rovníku. Hmota se vzdaluje od osy otáčení a rotace se nepatrně zpomaluje.
Právě tento druhý scénář pozorujeme stále zřetelněji v době intenzivního oteplování způsobeného lidskou činností. Výzkumníci upozorňují, že od počátku 21. století probíhá prodlužování dne tempem, které by přirozeným procesům zabralo tisíce či dokonce desítky tisíc let.
Přirozené procesy nestíhají držet krok
Po desetitisíce let se délka dne měnila především vlivem přirozených sil: gravitace Měsíce, pohybu tektonických desek, deformací zemské kůry nebo tzv. postglaciálního odskoku po ústupu dávných ledovcových příkrovů. Tyto procesy působily pomalu a předvídatelně.
V předchozích desetiletích pohybující se tekuté jádro a zemský plášť tlačily rotaci planety opačným směrem než klima – tedy ji urychlovalysilněji, než ji brzdil tající led. Den se dokonce zkracoval. Tato jemná rovnováha se však začala překlápět.
Vědci analyzovali data sahající 3,6 milionu let zpět, do pozdní části geologické epochy zvané pliocén. Hledali, zda se podobné jevy odehrávaly i v minulosti. Klíčovým nástrojem se jim staly mikroskopické organismy zvané bentické foraminifery.
Tito jednobuněční tvorové obývali mořské dno a jejich vápenatých schránkách se doslova zapsala chemická historie dávných oceánů. Z minerálního složení zkamenělých foraminifer lze vyčíst tehdejší teploty vody i výšku hladiny moře – a ta zase vypovídá o tom, jak byla na Zemi rozložena ledová hmota.
Co prozrazují zkameněliny ze dna oceánů
Čím více ledu se nacházelo u pólů, tím nižší stály oceány. Když led tál, moře stoupala. Porovnáním dat z foraminifer s fyzikálními modely rotace Země se vědcům podařilo rekonstruovat změny délky dne v průběhu 3,6 milionu let.
Samotné zkameněliny však nestačily. Geologické záznamy jsou plné mezer, a tak výzkumníci sáhli po nástroji z moderní informatiky: pravděpodobnostním hlubokém učení. Algoritmus byl natrénován tak, aby rozpoznával vzorce v neúplných datech a s určitou mírou jistoty odhadoval chybějící úseky záznamu.
Na tomto základě bylo možné podrobněji rekonstruovat kolísání mořských hladin a nepřímo i rozložení hmoty na celé planetě. Kombinace zkamenělin, geofyziky a strojového učení odhalila, jak často v historii Země docházelo k prodlužování dne srovnatelným tempem, jaké pozorujeme dnes.
Výsledky překvapily i samotné autory studie. Během celých 3,6 milionu let se našlo jediné období, kdy se den prodlužoval srovnatelně rychle. Odehrálo se to přibližně před 2 miliony let, v době mimořádně prudkých ledovcových cyklů řízených změnami zemské oběžné dráhy a sklonu zemské osy.
Jeden srovnatelný případ za miliony let
Rozdíl je zásadní. Ono dávné období se táhlo po desítky tisíc let a bylo výsledkem přirozené dynamiky sluneční soustavy. Dnešní efekt podobného rozsahu se odehrává v průběhu pouhých několika desetiletí – a jeho příčinou jsou emise skleníkových plynů.
Pokud lidstvo udrží dosavadní úroveň emisí, mohl by vliv klimatu na délku dne do konce tohoto století překonat vliv samotného Měsíce na rotaci Země. Pro laiky to zní abstraktně, pro vědce zabývající se dynamikou planety jde o výmluvný signál, že jsme vstoupili do období hlubokého přetížení přirozených procesů.
Tempo současné změny ji odlišuje od čehokoli, co geologická historie planety v podstatě zaznamenala. Nejde jen o samotný fakt zpomalování, ale především o jeho rychlost a původ – lidskou činnost.
Proč několik milisekund dělá obrovský rozdíl
Prodloužení dne o pár milisekund za sto let nezpůsobí, že budete spát déle nebo získáte čas na další kávu. Problém se projevuje úplně jinde: celá moderní civilizace stojí na mimořádně přesném měření času.
Mezi systémy citlivé na drobné odchylky v čase patří:
- atomové hodiny tvořící základ světové časové stupnice a synchronizující telekomunikační sítě
- GPS a jiné systémy satelitní navigace, které pro přesnost na metry potřebují synchronizaci na nanosekundy
- řízení energetických sítí vyžadující dokonale sladěná měření pro udržení rovnováhy mezi výrobou a spotřebou elektřiny
- vysokofrekvenční obchodování na finančních trzích s tisíci transakcemi probíhajícími během milisekund
- sondy a satelity monitorující klima a počasí, závislé na velmi přesném polohování a časování
- infrastruktura mobilních sítí a internetu fungující na synchronizaci časových serverů
- vědecké experimenty vyžadující koordinaci mezi laboratořemi rozmístěnými po celém světě
Když se Země zpomaluje, skutečný čas otočení planety se začíná postupně rozcházet s časem měřeným atomovými hodinami. Jako korekce slouží tzv. přestupné sekundy – drobné úpravy občas připisované k oficiálnímu světovému času.
Pokud bude tempo změn dále narůstat, přidávání a odečítání těchto sekund se stane mnohem častější a technicky náročnější operací. Řada informačních systémů už při dřívějších korekcích narazila na problémy, což ukázalo, jak zranitelná je tato infrastruktura.
Co z toho plyne pro běžného člověka
Ve svém každodenním životě nepoznáte, že se Země otáčí o zlomek tisíciny sekundy pomaleji. Daleko důležitější je, co tento fakt symbolizuje: jde o další signál dokládající, do jaké hloubky lidstvo zasahuje do fungování naší planety.
Globální oteplování se obvykle spojuje s vlnami veder, suchem, záplavami, požáry nebo propadem zemědělské produkce. Prodlužující se den je méně spektakulární, ale mimořádně výmluvný vedlejší efekt. Ukazuje, že neměníme jen počasí – ovlivňujeme něco tak základního, jako je samotná rotace planety.
Z technického pohledu bude stále důležitější vyvíjet pružné časové standardy a modernizovat systémy, které musí spolehlivě fungovat i při stále častějších korekcích. To je úkol pro mezinárodní instituce odpovědné za čas, navigaci a digitální infrastrukturu.
Pro debatu o klimatu má toto téma ještě jeden rozměr. Přidává další argument do seznamu důsledků spalování fosilních paliv, který se jen těžko odbyje pokrčením ramen. Jestliže je oteplování schopné zbrzdit pohyb Země tempem, jež příroda prakticky nikdy nezaznamenala, těžko lze tvrdit, že jde o přirozené výkyvy. Může to znít jako kuriózní vědecká zajímavost – ve skutečnosti je to tiché svědectví o tom, jak hluboce přestavujeme fungování světa kolem nás.
