Ngày của Trái Đất đang dài hơn một cách bí ẩn

Điều này có tác động quan trọng không chỉ đến việc chấm công của chúng ta mà còn cả những thứ như định vị GPS và các công nghệ khác chi phối cuộc sống hiện đại của con người.

Trong vài thập kỷ qua, vòng quay của Trái Đất quanh trục của nó - thứ xác định thời gian một ngày dài bao nhiêu - đã tăng tốc. Xu hướng này đã làm cho ngày của hành tinh chúng ta ngắn lại.

Cụ thể, vào tháng 6/2022, các nhà khoa học ghi lại kỷ lục về ngày ngắn nhất trong hơn nửa thế kỷ qua. 

Nhưng bất chấp điều này, kể từ năm 2020, tốc độ ổn định Trái Đất đã chuyển sang chậm lại một cách kỳ lạ - ngày càng dài hơn và lý do cho đến nay vẫn là một bí ẩn.

Mặc dù đồng hồ trên điện thoại của chúng ta cho biết có chính xác 24 giờ trong một ngày, nhưng thời gian thực tế để Trái Đất hoàn thành một vòng quay có thể thay đổi đôi chút. 

Những thay đổi này xảy ra trong khoảng thời gian hàng triệu năm đến gần như ngay lập tức - ngay cả các trận động đất và bão có thể đóng một vai trò nào đó.

Hóa ra một ngày rất hiếm khi chính xác là con số kỳ diệu 86.400 giây.

Hành tinh luôn thay đổi

Trải qua hàng triệu năm, vòng quay của Trái Đất đang chậm lại do tác động của ma sát liên quan đến thủy triều bị tác động từ Mặt Trăng điều khiển. 

Quá trình đó cộng thêm khoảng 2,3 mili giây vào độ dài của mỗi ngày mỗi thế kỷ. Cách đây vài tỷ năm, một ngày trên Trái Đất chỉ khoảng 19 giờ.

Trong 20.000 năm qua, một quá trình khác đang hoạt động theo hướng ngược lại, làm tăng tốc độ quay của Trái Đất. 

Khi kỷ băng hà cuối cùng kết thúc, các tảng băng ở hai cực tan chảy làm giảm áp suất bề mặt và lớp phủ của hành tinh bắt đầu di chuyển đều đặn về các cực.

Nó giống như một vũ công ba lê quay nhanh hơn khi họ đưa cánh tay về phía cơ thể - trục mà họ quay - vì vậy tốc độ quay của hành tinh của chúng ta tăng lên khi khối lượng lớp áo này di chuyển gần hơn với trục của Trái Đất. Và quá trình này rút ngắn mỗi ngày khoảng 0,6 mili giây mỗi thế kỷ.

Trong nhiều thập kỷ và lâu hơn nữa, mối liên hệ giữa nội địa và bề mặt Trái Đất cũng phát huy tác dụng. Các trận động đất lớn có thể thay đổi độ dài của ngày, mặc dù thường là những trận động đất nhỏ.

Ví dụ, trận động đất lớn Tōhoku năm 2011 ở Nhật Bản, với cường độ 8,9 độ richter, được cho là đã làm tăng tốc độ quay của Trái đất thêm 1,8 micro giây - tương đối nhỏ.

Ngoài những thay đổi quy mô lớn này, thời tiết và khí hậu trong thời gian ngắn hơn cũng có những tác động quan trọng đến sự quay của Trái Đất, gây ra những biến đổi theo cả hai hướng.

Đồng thời, các chu kỳ thủy triều hai tuần một lần và hàng tháng di chuyển khối lượng xung quanh hành tinh, gây ra những thay đổi về độ dài của ngày lên đến một phần nghìn giây theo một trong hai hướng. Chúng ta có thể thấy sự thay đổi của thủy triều trong các bản ghi độ dài ngày trong khoảng thời gian dài tới 18,6 năm.

Mặt khác, sự chuyển động của bầu khí quyển của chúng ta có một tác động đặc biệt mạnh mẽ, và các dòng hải lưu cũng đóng một vai trò nào đó. Tuyết phủ theo mùa và lượng mưa, hoặc khai thác nước ngầm, làm thay đổi mọi thứ hơn.

Tại sao Trái Đất đột ngột quay chậm lại?

Kể từ những năm 1960, khi những người điều khiển kính viễn vọng vô tuyến xung quanh hành tinh bắt đầu phát minh ra các kỹ thuật quan sát đồng thời các vật thể vũ trụ như chuẩn tinh, chúng ta đã có những ước tính rất chính xác về tốc độ quay của Trái Đất.

So sánh giữa những ước tính này và đồng hồ nguyên tử đã cho thấy độ dài ngày dường như không bao giờ rút ngắn trong vài năm qua.

Nhưng có một tiết lộ đáng ngạc nhiên khi chúng ta loại bỏ các dao động tốc độ quay mà chúng ta biết là xảy ra do thủy triều và các hiệu ứng theo mùa. Mặc dù Trái Đất đạt đến ngày ngắn nhất vào ngày 29/6/2022, quỹ đạo dài hạn dường như đã chuyển từ ngắn hạn sang dài ra kể từ năm 2020. Sự thay đổi này là chưa từng có trong 50 năm qua.

Lý do dẫn tới điều này là không rõ ràng, đó có thể là do những thay đổi trong hệ thống thời tiết, với các sự kiện khí hậu La Nina liên tiếp làm gia tăng sự tan chảy của các tảng băng.

Hay nguyên nhân có thể liên quan đến vụ nổ núi lửa khổng lồ ở Tonga bơm một lượng nước khổng lồ vào bầu khí quyển, những dự đoán này hoàn toàn không chắc chắn và vẫn cần phải được khoa học nghiên cứu, chứng minh.

Các chuyên gia đã suy đoán sự thay đổi bí ẩn gần đây về tốc độ quay của hành tinh có liên quan đến một hiện tượng gọi là "Chandler wobble" - một độ lệch nhỏ trong trục quay của Trái Đất với chu kỳ khoảng 430 ngày.

Các quan sát từ kính thiên văn vô tuyến cũng cho thấy sự dao động đã giảm dần trong những năm gần đây. Một khả năng cuối cùng, mà các nhà khoa học cho là hợp lý chính là không có gì cụ thể đã thay đổi bên trong hoặc xung quanh Trái Đất. 

Nó chỉ có thể là các hiệu ứng thủy triều dài hạn hoạt động song song với các quá trình tuần hoàn khác để tạo ra sự thay đổi tạm thời trong tốc độ quay của Trái Đất.

Việc hiểu chính xác tốc độ quay của Trái Đất là rất quan trọng đối với một loạt các ứng dụng - các hệ thống định vị như GPS sẽ không hoạt động nếu không có nó. 

Ngoài ra, cứ sau vài năm, máy chấm công lại chèn giây nhuận vào thang thời gian chính thức của chúng ta để đảm bảo chúng không lạc nhịp với hành tinh này.

Nếu Trái Đất chuyển sang những ngày thậm chí dài hơn, chúng ta có thể cần kết hợp "giây nhuận âm" - điều này chưa từng xảy ra và có thể phá vỡ Internet.