Klimatförändringarna påverkar själva jordens rotation
Istäckena smälter, haven stiger – och nästan obemärkt vacklar även jordens rotation. En ny studie avslöjar hur djupt vi redan griper in i planetens inre mekanik.
Klimatförändringarna visar sig inte bara genom värmerekord, smältande glaciärer och stigande havsnivåer. Forskare kan nu dokumentera något mycket mer överraskande: Det sätt vi värmer upp klimatet på förändrar faktiskt jordens egen rotation – och förlänger dygnets längd mätbart, om än i mikroskopiska steg.
Så vrider klimatförändringarna på jordens klocka
Planeten har värmts upp i årtionden. Glaciärer och istäcken förlorar massa, och enorma vattenmängder vandrar från polerna ut i världshaven. Det förskjuter massfördelningen på jorden – och därmed dess rotation. Fysiken bakom är samma effekt man känner från konståkning.
När massa rör sig från polerna mot ekvatorn ”sträcker” jorden sig på ett sätt – dess tröghetstmoment ökar, och rotationen avtar. Dygnen blir längre.
Ett forskarteam lett av geofysikern Mostafa Kiani Shahvandi förklarar det så här: Jorden beter sig som en piruettlöpare. Drar hon armarna mot kroppen, snurrar hon snabbare. Sträcker hon ut armarna, blir hon långsammare. Issmältningen motsvarar att ”sträcka ut armarna” – fast i en hel planets skala.
Varför vi först nu upptäcker att dygnen blir längre
För knappt två år sedan visade mätningar att dygnen faktiskt hade blivit något kortare under de senaste årtiondena. Det verkade vid första anblicken paradoxalt, eftersom klimatförändringarna annars borde bromsa jorden. Förklaringen är att andra krafter också påverkar jordens rotation, däribland:
- Rörelser i jordens inre kärna och mantel
- Månens gravitation
- Förskjutningar i jordskorpsplattor
- Deformationer orsakade av tidvatten
- Långsamma lyftprocesser efter tidigare istider
Under de senaste femtio åren accelererade interna processer i jordens inre rotationen starkare än vad klimatförändringarna kunde bromsa den. De två effekterna överlappade varandra – nettoresultatet blev något kortare dygn.
Den känsliga balansen tippar nu. Den nya undersökningen publicerad i facktidskriften Journal of Geophysical Research: Solid Earth visar att dygnen sedan början av 2000-talet har börjat växa – och snabbare än vad naturliga processer ensamma skulle förklara.
Hur mycket längre blir ett dygn – och märker någon det?
Förlängningen låter löjligt liten. Forskarna beräknar den för närvarande till omkring 1,33 millisekunder per sekel. Även om hundra år räcker det inte till en extra sekund per dygn.
| Tidsperiod | Förlängning av dygnslängden |
|---|---|
| 100 år | ≈ 1,33 millisekunder |
| Fram till år 2100 (prognos) | ≈ 2,62 millisekunder per sekel |
Ändå betecknar teamet effekten som ”nästan utan motstycke” i jordens moderna historia. Den är otvetydigt människoskapad – alltså en direkt konsekvens av våra växthusgasutsläpp. Särskilt alarmerande: Fortsätter nuvarande utsläpp av CO₂ och andra växthusgaser, kan vi vid sekelskiftet ha uppnått en inverkan på jordens rotation som överträffar månens effekt.
Prognosen lyder: Innan 2100 kan den människoskapade bromseffekten bli starkare än månens naturliga inflytande på jordens rotation.
En blick 3,6 miljoner år tillbaka i tiden
För att förstå hur ovanlig den aktuella utvecklingen är, räcker moderna mätinstrument ensamma inte. Forskarduon Kiani Shahvandi och Benedikt Soja från ETH Zürich dök därför djupt ner i den geologiska forntiden – 3,6 miljoner år tillbaka, mitt i pliocen, närmare bestämt till den fas geologer kallar Piacenzium.
De använde sig av mikroskopiska fossil av så kallade bentiska foraminiferer. Dessa encelliga organismer levde på havsbotten, och deras skal reagerar känsligt på miljöförhållanden – däribland havsnivån. Ändras havsnivån, justeras skalens kemiska sammansättning motsvarande.
Utifrån dessa avvikelser kan man rekonstruera hur höga haven stod förr, hur stora dåtidens istäcken var, och hur massan därmed fördelades på jorden. Det påverkade – precis som idag – rotationshastigheten.
Deep learning som tidsmaskin
Problemet var att de fossila arkiven innehåller luckor. Inte alla tidsperioder är dokumenterade i samma omfattning. För att fylla dessa ”blinda fläckar” använde 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 kartlägger hur dygnslängden har förändrats över 3,6 miljoner år – och jämföra det med den aktuella utvecklingen.
Bara ett enda jämförbart fall – men mycket långsammare
Under hela den betraktade perioden fann forskarna bara ett enda händelseförlopp som kunde mäta sig med nutidens tempo för rotationsavmattning. Det ägde rum för cirka 2 miljoner år sedan, då istäckena genomgick särskilt kraftiga cykler av tillväxt och avsmältning.
Den avgörande skillnaden är denna: Då sträckte sig dessa förändringar över tiotusentals år, drivna av naturliga astronomiska cykler som 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, tvingar mänskligheten nu fram i tidslaps – inom ett människoliv.
Varför några millisekunder kan sätta vår högteknologi under press
Vid första anblicken verkar en millisekund som damm i maskineriet. I vardagen märker ingen skillnad. Ändå är en stor del av vår tekniska infrastruktur beroende av extremt precis tidmätning.
Moderna samhällen baserar sig på ett tidsraster precist till miljarddels sekund. Exempel inkluderar:
- Atomklockor definierar den officiella världstiden och håller nätverk synkroniserade.
- GPS-satelliter kräver noggranna 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 har juridisk relevans.
Av just dessa skäl infogar tidsorganisationer emellanåt ”skottsekunder” för att synkronisera atomtiden med den ojämnt roterande jorden. Ju starkare den människoskapade bromseffekten blir, desto oftare är justeringar nödvändiga. Varje extra korrektion kan skapa kaos i programvara och system – och i värsta fall leda till haveri och säkerhetsrisker.
Vad tröghetstmoment och skottsekunder egentligen betyder
Tröghetstmoment: Detta begrepp beskriver hur svårt det är att sätta ett föremål i rotation eller bromsa det. Ju längre massa befinner sig från rotationsaxeln, desto större är tröghetsmoment. Därför snurrar en konståkare långsammare när hon sträcker ut armarna – och på precis samma sätt förlorar jorden rotationshastighet när vatten strömmar från polerna mot ekvatorn.
Skottsekund: Våra officiella klockor orienterar sig efter atomsvängningar och inte efter jordens rotation. Eftersom rotationen varierar, uppstår det med tiden en avvikelse. Blir den för stor, läggs det emellanåt till en sekund till världstiden – eller i teorin dras en bort. Även denna enda extra sekund kan skapa problem i vissa datorsystem.
Klimatförändringarna träffar platser de färresta har på radarn
Undersökningen visar hur djupt de människoskapade klimatförändringarna griper in i geofysiska processer som länge betraktades som rent naturliga. Vi värmer inte ”bara” upp atmosfären, förändrar väderfenomen eller havsnivåer. Vi förskjuter faktiskt rotationshastigheten för hela planeten.
Därmed växer ytterligare en förbisedd risknivå fram: Ju mer vi stör klimatsystemet, desto mer måste vi anpassa tekniska och samhälleliga system till nya fysiska ramar – från kustsäkring till globala tidsstandarder. Förlängningen av dygnet med millisekunder låter oskyldig, men avslöjar hur långt vi redan har pressat naturens gränser.
