気候変動による極地の氷の融解により、地球の日が長くなっている

2017 年 2 月 8 日、民間航空機の窓から見た南極沖の小さな島の海岸線。前回の氷河期の後、地球の最北端と最南端から大量の氷が溶け、地球の自転速度が上昇しました。| 写真提供: Matt Palmer/Unsplash

科学者たちは、気候変動によるまた別の前例のない影響として、極地の氷床が溶けて地球の自転速度が遅くなっていることを発見しました。これにより、実際の 1 日の長さがわずかに変化する可能性があります。皮肉なことに、これは私たちの日常生活にそれほど大きな影響はありませんが、私たちが頼りにしているテクノロジーには影響する可能性があります。

私たちがこの世界で自分たちの間だけでなく宇宙ともより多くのつながりを築くようになると、コンピュータ ネットワークや宇宙旅行に関係するものなど、正確な時間管理に依存するツールは軌道から外れる可能性がある。

世界を動かす…

角運動量保存則と呼ばれる基本的な物理現象は、現在地球で起こっていることの鍵を握っています。アイススケーターが回転するとき、腕をきつく締めると慣性モーメントが減少し、回転速度が速くなります。腕を大きく伸ばすと慣性モーメントが増加し、回転速度が遅くなります。これは、スケーターがどのように回転しても、角運動量（慣性モーメントと角速度の積）が保存されるためです。

地球温暖化により極地の氷が急速に溶け続けている中、地球は回転するスケート選手とあまり変わらない影響を受けている。

「極地の氷床や地球全体の氷河が溶けると、それが赤道地域に流れ込みます。これを極から赤道への質量流束と呼びます」と、7月15日に発表された最近の研究結果をまとめた論文の筆頭著者で、チューリッヒ工科大学の地球物理学者モスタファ・キアニ・シャーヴァンディ氏は述べた。「氷床が溶けると、地球の扁平度が増し、赤道周辺の領域がわずかに長くなります。慣性モーメントが増加し、自転速度が小さくなります。」

溶けた水は赤道に向かって流れ、地球をわずかに膨らませ、自転を遅くして一回転にかかる時間を増やし、一日の長さを長くします。

「かなり大きなこと」

科学者たちは気候モデルと現実世界のデータを組み合わせて、1900年から2100年までの200年間を調べた。その結果、過去20年間で、気候変動が赤道周辺の海面に与える影響により、地球の自転速度が1世紀あたり約1.3ミリ秒（ms）遅くなっていることが判明した。

彼らの予測によれば、高排出シナリオが続くと、この速度は1世紀あたり2.6ミリ秒に変化します。これにより、気候変動が他の要因を上回り、地球の自転を遅くする主な要因になります。

「この発見が印象的なのは、気候変動の影響がどれほど大きくなっているかを示す新たな指標であることだ」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所の地球物理学名誉教授ダンカン・アグニューズ氏は言う。「地球全体の実際の自転速度が、大きくではないが、ある程度は変化する可能性があるという事実は、かなり大きな影響を及ぼしている」

その影響はミリ秒単位かもしれませんが、それでも原子時計の正確な計時に影響を与える可能性があります。私たちは 1950 年代からこれらの超高精度の機器の助けを借りて時間を計ってきましたが、地球の自転にかかる時間も追跡し、両者が一致するようにしています。地球が太陽の周りを公転するのに 365 日より少し長くかかるため、閏日を追加する必要があるのと同様に、地球の自転も常に正確に 24 時間とは限りません。数ミリ秒長くなります。

1秒が長いとき

月の潮汐摩擦、つまり月が地球の海を引っ張る作用によって、地球の自転はすでに 1 世紀あたり約 2 ミリ秒遅くなっています。つまり、現在地球が 1 日を終えるのにかかる時間が原子時計の予測時間より約 2 ミリ秒長いとすると、100 年後には 1 日が約 4 ミリ秒長くなります。ミリ秒が積み重なるにつれて、地球の自転に合わせるためにうるう秒が追加されました。

これは私たちには感知できませんが、GPS、株取引、宇宙旅行などのシステムは正確な時間測定に依存しており、誤差が生じる可能性があります。

「正確な時間を計る世界では、1秒というのは非常に長い時間です」とアグニューズ博士は語った。

地球の核の自転速度が遅くなるなど、他のいくつかのプロセスによって、地球の自転時間が速くなっています。前回の氷河期の後、地球の最北端と最南端の氷が大量に溶け、両極で地殻が跳ね返りました。これもまた、地球の自転速度を速める一因となっており、科学者たちは、これを修正するためにマイナスのうるう秒が必要かどうかについて議論を始めました。

軸も変化している

アグニューズ博士は、 自然 3月にも同様の結果が示されました。気候変動とそれに伴う氷の融解により地球の自転が遅くなり、実際にマイナスのうるう秒が遅れるというものです。

いずれにせよ、両研究は、地球の軸の周りの回転のような基本的な事柄に干渉することで、気候変動が地球全体に影響を及ぼしていることを証明している。

シャーヴァンディ博士とその共同研究者は最近、別の論文を発表した。 ネイチャージオフィジックス 極地の氷が溶けることで地球の自転軸にどのような影響があるのかを詳細に説明しています。観測データと物理学に基づくニューラル ネットワークによる予測を使用して、極地の氷と氷河の融解が地球の極運動を駆動する現象の 1 つであることを発見しました。地球の自転軸が地殻と交差する場所は、時間の経過とともにわずかに動いています。

低地の沿岸地域に住む人々にとって、氷が溶けて海面が上昇することは、地軸の単なる揺れや昼間の時間が徐々に長くなるよりも、さらに悲惨な結果をもたらします。しかし、これは気候変動が地球にどのような影響を与えているかを示すもう 1 つの例であり、状況が制御不能になる前に排出量を削減する必要性に迫られています。

ロヒニ・スブラマニヤムはバンガロール在住のフリージャーナリストです。