من الأسئلة التي لطالما طرحتها البشرية، والتي بحثها العلماء أيضاً، ما إذا كان دوران الأرض يتباطأ . والإجابة هي نعم. فقدت الأرض سرعتها. فالكوكب يتباطأ ويدور ببطء أكبر. وتحدد سرعة دورانه طول اليوم الذي يبلغ 24 ساعة، وهو يحافظ على اتجاه تباطؤ، وإن كان غير منتظم وغير متوقع، إلا أنه ثابت وملموس بفضل ملاحظات علماء الفلك وحساباتهم الرياضية.
لذلك، سنخصص هذه المقالة لإخباركم بكل ما تحتاجون معرفته حول كيفية تباطؤ دوران الأرض وما هي عواقب ذلك على الحياة.
هل يتباطأ دوران الأرض؟
على الرغم من أن سرعة دوران الأرض ليست ثابتة ويصعب حسابها بدقة، إلا أن الاتجاه العام يشير إلى تباطؤ طفيف في دورانها. وقد أُضيفت ثانية إضافية إلى الساعة في 30 يونيو/حزيران 2015. بلغ عدد ثوانٍ عام 2015 آنذاك 86.401 ثانية، أي بزيادة ثانية واحدة عن المعتاد. وتتولى وكالة عالمية مرموقة، هي الخدمة الدولية لدوران الأرض ونظامها المرجعي (IERS)، مسؤولية قياس دوران الأرض بانتظام، وتشترط إشعارًا مسبقًا بستة أشهر عند الحاجة إلى إضافة ثانية.
يتباطأ دوران الأرض بسبب المد والجزر القمري وعوامل أخرى، مثل التغيرات الجوية (الرياح)، التي تؤثر بشكل ملحوظ على التسارع أو التباطؤ. عندما يتجاوز الفرق بين التوقيت الفلكي (UT1) والتوقيت الذري (UTM) 0,9 ثانية، يمكن التنبؤ بالثواني الكبيسة.
تم إدخال قياس الثواني الكبيسة وفق معايير علمية بحتة للتعويض عن تأثير العوامل الخارجية، مثل جاذبية القمر، وانصهار القطبين، أو الظواهر الجيولوجية كالزلازل والتسونامي والانفجارات البركانية ، التي تُسبب تغيرات في دوران الأرض. أي ظاهرة تُغير توزيع كتلة الأرض، من اللب إلى القشرة، تؤثر على سرعة دورانها، لكن هذه التأثيرات غير قابلة للتنبؤ.
لولا هذه الثانية، التي تضاعفت أكثر من عشرين مرة منذ سبعينيات القرن الماضي ، لما كانت الساعات التي نستخدمها لقياس الوقت متزامنة مع التوقيت الفلكي - التوقيت الحقيقي - وبالتالي لما استطاعت تتبع دوران الكواكب ومواقعها بالنسبة للشمس. لقد تباطأ دوران الأرض منذ زمن طويل. فمنذ ملايين السنين، كانت الأيام أقصر بكثير، وكان الوقت بين شروق الشمس وغروبها أقصر ببضع ساعات.
يتباطأ دوران الأرض وعلاقتها بالأكسجين
أدى ارتفاع مستويات الأكسجين في بدايات تاريخ الأرض إلى ظهور تنوع مذهل في الحياة الحيوانية. لكن على مدى عقود، كافح العلماء لتفسير العوامل التي تحكم هذه العملية التدريجية، والتي استمرت قرابة ملياري عام.
الآن ، يقترح فريق دولي من الباحثين أن زيادة مدة ضوء الشمس في الأيام الأولى للأرض - تباطؤ دوران الكواكب الصغيرة تدريجيًا بمرور الوقت ، مما يجعل الأيام أطول - قد يكون قد أدى إلى زيادة كمية الأكسجين التي يطلقها ضوء التمثيل الضوئي مع البكتيريا الزرقاء ، والتي تحدد زمن الأوكسجين على الكوكب.
استُلهمت نتائجهم من دراسةٍ أجريت على مجتمعاتٍ ميكروبيةٍ حيةٍ تزدهر في ظروفٍ قاسيةٍ في قاع حفرةٍ في بحيرة هورون، على عمق 30 متراً تحت سطح الأرض. تتميز مياه هذه الحفرة، الواقعة في جزيرة تيانكينغ بوسط الولايات المتحدة، بارتفاع نسبة الكبريت وانخفاض نسبة الأكسجين، ويُعتقد أن البكتيريا ذات الألوان الزاهية التي تزدهر هناك تُعدّ نظائر جيدة للكائنات وحيدة الخلية التي شكّلت مستعمراتٍ شبيهةٍ بالسجاد منذ آلاف السنين على سطح الأرض وقاع المحيط.
أظهر الباحثون أن الأيام الطويلة تزيد من كمية الأكسجين التي تطلقها الحصائر الميكروبية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي. تشير هذه النتيجة ، بدورها ، إلى ارتباط لم يُنظر إليه سابقًا بين تاريخ أكسجة الأرض ومعدل دورانها. بينما تدور الأرض الآن حول محورها كل 24 ساعة ، فقد يستمر اليوم في طفولة الأرض أقل من 6 ساعات.
ضبط الساعة للوراء ثانية أو ساعة؟
تدعو عدة دول من أقوى دول العالم وأكثرها نفوذاً، وعلى رأسها الولايات المتحدة وفرنسا وألمانيا، إلى إلغاء هذه الثانية الإضافية وقياس مرور الوقت كلياً من خلال تذبذبات ذرات الكربون، وهي تذبذبات شبه معدومة. ويتحكم السيزيوم في مرور الوقت في الساعات الذرية، وهو الأكثر دقة.
تُصرّ هذه الدول على إمكانية إجراء جميع التصحيحات دفعةً واحدة، بإضافة ساعة واحدة (3600 ثانية) كل 600 عام، وهو ما يبدو تكتيكًا للمماطلة لتجنب مواجهة المشكلة. صحيح أن هناك ميلًا للنظر في إلغاء التعديل تمامًا، أو إجرائه على مراحل أكبر، بإضافة ساعة واحدة كل 500 عام، إلا أن الفجوة بين التوقيت الشمسي والتوقيت المدني كما تقيسه الساعات الذرية ستزداد اتساعًا. وقد تجاهلت أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS)، التي تعمل وفقًا لتوقيتها الخاص، هذه التعديلات.
أثار الخلاف مع مجموعة أخرى من الدول، كالمملكة المتحدة والصين، التي تدعم الإبقاء على نظام الثانية-الثانية، جدلاً حاداً عند تقاطع السياسة والتكنولوجيا والعلوم. فبالنسبة للمدافعين المتحمسين عن الحفاظ على دقة التوقيت القائم على دوران الأرض، فإن إلغاء تلك الثانية الإضافية سيشوه توقيت الحضارة، ويجعله غير متزامن مع الواقع الفلكي. وبالنظر إلى مرور مئات أو آلاف أو ملايين السنين، يبدو هذا تصحيحاً طفيفاً، وتغيير بسيط - ثانية إضافية واحدة سنوياً - سيصل إلى أكثر من 31 مليون ثانية. وتشير التقديرات إلى أنه بدون زيادة، ستُفقد ساعة كل 600 عام.
في حين أن معدل الدوران ليس منتظمًا ولا يمكن التنبؤ به ، فإن التكنولوجيا الحالية والمعرفة العلمية تسمح بالتنبؤ بالثانية الكبيسة التالية بعد عامين من الآن. IERS أسهل بكثير مع إشعار 6 أشهر فقط. لا يوجد نموذج تنبؤي. التأثير الرئيسي هو القمر ، والذي تتشوه الأرض تحته باستمرار ، مما يؤدي إلى إبطاء الأرض ببضعة أجزاء من الثانية.
كان من الممكن توضيح الشك حول ما إذا كان دوران الأرض يتباطأ وما هي العواقب المترتبة عليه.