Jordens dagar blir längre – så påverkar klimatförändringarna planetens rotation

Klimatförändringarna griper in i planetens djupaste mekanismer

Isarna vid polerna försvinner, haven stiger – och nästan omärkligt börjar hela Jordens rotation att påverkas. Ny forskning visar just hur djupt mänskligheten redan har förändrat planetens grundläggande fysik.

Klimatkrisen manifesterar sig inte bara genom värmeböljor, krympande glaciärer och översvämmade kustlinjer. Forskare kan nu bevisa att vårt sätt att värma upp klimatet faktiskt förändrar hur snabbt Jorden snurrar – och förlänger dygnet mätbart, även om det sker i mikroskopiska steg.

Den fysikaliska förklaringen: Varför planeten bromsas in

Planeten har värmts upp i årtionden. Glaciärer och istäcken förlorar massa, och kolossala vattenvolymer flyttas från polerna ut i världshaven. Detta förskjuter massfördelningen på Jorden – och därmed dess rotation. Fysiskt sett är det exakt samma effekt som när en konståkare snurrar.

När massa vandrar från polerna mot ekvatorn ”sträcker sig” Jorden på ett sätt – dess tröghetsmoment ökar, och rotationen saktar in. Dygnen blir längre.

Ett forskarteam lett av geovetaren Mostafa Kiani Shahvandi beskriver det så här: Jorden beter sig som en piruettdansare. Drar hon in armarna mot kroppen ökar snurrhastigheten. Sträcker hon ut dem saknar farten in. Isavsmältningen motsvarar att ”sträcka ut armarna” – fast i en hel planets skala.

Varför vi först nu upptäcker att dygnen förlängs

För knappt två år sedan visade mätningar att dygnen faktiskt hade blivit något kortare under de senaste årtiondena. Det verkade vid första anblicken motsägelsefullt, eftersom klimatförändringarna ju borde bromsa Jorden. Förklaringen är att flera krafter påverkar Jordens rotation samtidigt, bland annat:

• Rörelser i Jordens kärna och mantel
• Månens gravitationskraft
• Förskjutningar av jordskorpans plattor
• Deformationer från tidvattenkrafter
• Långsamma höjningsprocesser efter tidigare istider

Under de senaste femtio åren accelererade interna processer i Jordens inre rotationen kraftigare än klimatförändringarna kunde bromsa den. De två effekterna lade sig ovanpå varandra – nettoresultatet blev en aning kortare dygn.

Den balansen tippar nu. Den nya studien, publicerad i facktidskriften Journal of Geophysical Research: Solid Earth, visar att dygnen sedan början av 2000-talet har börjat växa – snabbare än naturliga processer ensamma kan förklara.

Hur mycket längre blir ett dygn – och märker någon det?

Förlängningen låter löjligt liten. Forskarna kommer fram till cirka 1,33 millisekunder per sekel. Även om hundra år passerar räcker det inte för en extra sekunds underhållning om dagen.

Ändå beskriver teamet effekten som ”nästan enastående” i den moderna jordhistorien. Den är tydligt människoskapad – alltså en direkt konsekvens av våra växthusgasutsläpp. Särskilt alarmerande: Fortsätter det nuvarande utsläppet av CO₂ och andra växthusgaser kan vi vid sekelskiftet ha uppnått ett inflytande på Jordens rotation som överträffar Månens.

Prognosen lyder: Innan 2100 kan den människoskapade bromseffekten bli starkare än Månens naturliga påverkan på Jordens rotation.

En tillbakablick över 3,6 miljoner år

För att förstå hur ovanlig den aktuella utvecklingen är räcker inte moderna mätinstrument ensamma. Forskarduon Kiani Shahvandi och Benedikt Soja från ETH Zürich dök därför ner i den geologiska forntiden – 3,6 miljoner år tillbaka, mitt in i Pliocen, närmare bestämt den fas geologer kallar Piacenzium.

För detta ändamål använde de mikroskopiska fossil från så kallade bentiska foraminiferer. Dessa encelliga organismer levde på havsbottnen, och deras skal reagerar känsligt på miljöförhållanden – däribland havsnivån. När havsnivån ändras anpassar skalens kemiska sammansättning sig motsvarande.

Från dessa avvikelser kan man härleda hur högt haven stod i forntiden, hur stora istäckena då var, och hur massan därmed var fördelad på Jorden. Det påverkade – liksom idag – rotationshastigheten.

Deep learning som tidsmaskin

Utmaningen var att de fossila arkiven har luckor. Inte alla tidsperioder är dokumenterade i samma grad. För att fylla dessa ”blinda fläckar” tillämpade forskarna en probabilistisk deep learning-algoritm. Denna statistiska metod tränades för att känna igen mönster i ofullständiga dataset och komplettera saknade avsnitt med beräknade sannolikheter.

Från de rekonstruerade havsnivåerna kunde de därefter kartlägga hur dygnets längd har förändrats över 3,6 miljoner år – och jämföra det med den aktuella utvecklingen.

Bara en enda parallell – men mycket långsammare

Under hela den undersökta tidsperioden fann forskarna endast ett enda händelseförlopp som kunde mäta sig med nutidens tempo för rotationsinbromsning. Det inträffade för cirka 2 miljoner år sedan, när istäckena genomgick särskilt kraftiga cykler av tillväxt och avsmältning.

Den avgörande skillnaden är hastigheten. Då sträckte sig dessa förändringar över tiotusentals år, drivna av naturliga astronomiska cykler – små variationer i Jordens bana och lutning. Idag når vi ett jämförbart tempo inom några årtionden, drivet av förbränningen av fossila bränslen.

Det som en gång tog tiotusentals år framtvingar människan nu i snabbspol – inom ett enda människoliv.

Varför några millisekunder kan sätta högteknologi under press

Ett millisekund låter som damm i maskineriet. I vardagen märker ingen skillnad. Ändå är en stor del av vår teknologiska infrastruktur beroende av extremt precis tidmätning.

Moderna samhällen baseras på ett tidsnät som är exakt till miljarddels sekund. Konkreta exempel:

• Atomur definierar den officiella världstiden och håller nätverk synkroniserade.
• GPS-satelliter kräver exakta tidsangivelser för att bestämma positioner inom några meter.
• Flygnavigering använder dessa signaler för säker ruttberäkning.
• Elnät balanserar produktion och förbrukning i realtid – fel kan leda till strömavbrott.
• Finansmarknader behandlar tusentals transaktioner per millisekund, där den exakta tidpunkten är juridiskt relevant.

Av alla dessa skäl infogar tidsinstitutioner ibland skottsekunder för att synkronisera atomtiden med den ojämnt roterande Jorden. När den människoskapade bromseffekten intensifieras ökar behovet av justeringar. Varje extra korrigeringssteg kan förvirra programvara och system – ända upp till driftfel och säkerhetsrisker.

Vad tröghetsmoment och skottsekund egentligen betyder

Vill man förstå hur markant människan griper in i planetens urverk stöter man snabbt på facktermer. Två av dem låter sig förklaras enkelt:

Tröghetsmoment: Det beskriver hur svårt det är att sätta en kropp i rotation eller bromsa den. Ju längre massa befinner sig från rotationsaxeln, desto större blir tröghetsmomentet. Därför snurrar en konståkare långsammare när hon sträcker ut armarna – och på samma sätt förlorar Jorden rotationshastighet när vatten strömmar från polerna mot ekvatorn.

Skottsekund: Våra officiella ur orienterar sig efter atomsvängningar, inte efter Jordens rotation. Eftersom rotationen varierar uppstår det med tiden en avvikelse. Blir den för stor läggs – eller i teorin tas bort – en sekund från världstiden. Även denna enda extra sekund kan skapa problem för vissa datorsystem.

Klimatförändringarna träffar platser där de flesta inte tänker

Studien illustrerar hur djupt den människoskapade klimatkrisen griper in i geofysiska processer som länge betraktades som rent naturliga. Vi värmer inte ”bara” upp atmosfären, förändrar väderextremer eller höjer havsnivån. Vi förskjuter faktiskt rotationshastigheten på hela planeten.

Därmed växer ytterligare ett förbisett risklager fram: Ju mer vi stör klimatsystemet, desto mer måste tekniska och samhälleliga system anpassas till nya fysiska ramar – från kustplanering till globala tidsnormer. Förlängningen av dygnet med millisekunder verkar oskyldig, men avslöjar hur långt vi redan har pressat naturens gränser.