إنّ آثار تغيّر المناخ واسعة النطاق، بدءًا من فقدان التنوع البيولوجي وصولاً إلى الظواهر الجوية المتطرفة وارتفاع مستوى سطح البحر وحرائق الغابات والهجرة الجماعية للبشر. ومع مرور كل عام، نتعلم المزيد عن تأثيرنا على البيئة – بعضها أكثر إثارة للدهشة من غيرها.
وينضم إلى القائمة واحد من أكثر الاكتشافات أهمية حتى الآن: فقد اكتشف العلماء مؤخرًا أن انبعاثاتنا من الغازات الدفيئة تغير طريقة دوران الأرض.
والنتيجة؟ أصبحت أيام الأرض أطول، مما قد يؤثر بشكل كبير على طريقة حفظ الوقت في السنوات القادمة.
يقول الأستاذ بنديكت سوجا، وهو عالم في المعهد التقني الفدرالي السويسري في زيورخ ساهم في الكشف عن هذا الاتجاه المقلق: “من المثير للاهتمام أننا، كبشر، مع التغيير القياسي في المناخ الذي تسببنا فيه خلال المائة عام الماضية، يمكننا أن نؤثر على الأرض بأكملها بهذه الطريقة”.
“قد يكون هذا أكبر من أي تأثير مهيمن سابق على دوران كوكبنا.”
هل ستزداد ساعات النهار؟
نحن جميعًا على دراية بظاهرة الاحتباس الحراري: مع انبعاثنا للغازات مثل ثاني أكسيد الكربون، يحجز غلاف الأرض الجوي المزيد من الحرارة، مما يتسبب في ارتفاع درجات الحرارة العالمية.
في العام الماضي، كانت درجة الحرارة حول العالم أعلى بمقدار 1.18 درجة مئوية من متوسط القرن العشرين، مما يقربنا من حد 1.5 درجة مئوية الذي تم تحديده في عام 2015 كهدف أقصى لتجنب أسوأ آثار تغير المناخ.
من أهم نتائج هذا الاحترار ذوبان مناطق جليدية واسعة في القطبين الشمالي والجنوبي. فقدت سويسرا 10% من كتلتها الجليدية في العامين الماضيين. وتفقد أنتاركتيكا 150 مليار طن من الجليد سنوياً، بينما تفقد غرينلاند 270 مليار طن.
في حين أن الكثيرين يشعرون (بكل حق) بالقلق إزاء تأثير هذا الذوبان على المناطق الساحلية، طرح Soja وفريقه سؤالاً مختلفاً: كيف يؤثر هذا التوزيع الضخم للكتلة على الأرض على نطاق أوسع؟ وفي دراسة حديثة نُشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية (PNAS)، أجابوا على هذا السؤال.
يقول Soja: “مع ذوبان الجليد، يتم إعادة توزيع كتلة الأرض من المناطق القطبية إلى المحيطات. وهذا يعني أن الأرض أصبحت أكثر انضغاطاً، مسطحة حتى، مع كتلة أبعد عن محور الدوران”.
فهم الآليات
الأرض، شأنها شأن أي جسم دوار، تخضع لقانون حفظ الزخم، والذي يمكن شرحه بإيجاز على النحو التالي: يجب حفظ الزخم؛ يعتمد الزخم على عزم القصور الذاتي وسرعة الدوران؛ إذا تحركت الكتلة بعيدًا عن محور الدوران، فإن عزم القصور الذاتي يزداد.
وبالتالي، للحفاظ على الزخم مع ذوبان الجليد، يتباطأ دوران الأرض، مما يجعل أيامنا أطول.
يشرح سوجا أن هذا المفهوم مشابه لما يفعله متزلج على الجليد أثناء الدوران. فعندما يدور بذراعيه ممدودتين، يتباطأ دورانه، ولكن عندما يسحب ذراعيه إلى الداخل، تزداد سرعته.
وجدت الدراسة أن تأثير المناخ على طول يوم الأرض تراوح بين 0.3 و 1.0 ملي ثانية لكل قرن من عام 1900 إلى عام 2000. ومنذ عام 2000، زاد ذوبان الجليد المتسارع هذا المعدل إلى 1.3 ملي ثانية لكل قرن. وفي أسوأ السيناريوهات، قد يرتفع هذا المعدل إلى 2.6 ملي ثانية لكل قرن بحلول عام 2100 إذا لم يتم التحكم في الانبعاثات.
من الواضح أن هذه تغييرات صغيرة، لا يمكن إدراكها بالنسبة لنا في حياتنا اليومية. ومع ذلك، بالنسبة لشبكتنا العالمية المتزامنة بدقة من التكنولوجيا، فقد تكون الآثار هائلة.
الأمر كله في التوقيت
حسب المقياس الزمني الذي تستخدمه لفحص دوران الأرض، تلعب تأثيرات مختلفة دورًا مهيمناً.
على مدى آلاف السنين، أيامنا محكوم عليها بأن تصبح أطول باستمرار بسبب الاحتكاك المدّي الناجم عن القمر. قبل حوالي 1.4 مليار سنة، كان طول اليوم 19 ساعة فقط – وقد أصبح أطول تدريجياً منذ ذلك الحين.
لكن هناك عوامل أخرى تؤثر أيضًا. على سبيل المثال، منذ العصر الجليدي الأخير Ice Age، تعافت الأرض التي كانت مضغوطة تحت طبقات جليدية هائلة ببطء. ولهذا التأثير في تحريك كتلة الأرض شمالًا، أقرب إلى محور الدوران، وفي هذه العملية، تقصير طول أيام الكوكب.
يقول Duncan Agnew، أستاذ فخري في معهد سكريبس لعلوم المحيطات: “لا تنطلق قشرة الأرض إلى مكانها على الفور [بعد أن تُدفع للأسفل]، بل تتدفق مرة أخرى إلى حالة التوازن على مدى فترة من الزمن”.
ويضيف: “هذا يعني أن الكتلة تتحرك فعليًا من الجنوب إلى الشمال لأن المناطق في الشمال ترتفع”.
ولإضافة المزيد من التعقيد، على نطاق عقود، تؤثر قوة أخرى هائلة تحت أقدامنا بشكلٍ رئيسي – Earth’s core.
يدور لب الأرض بشكل مستقل عن سطحه، ويتسارع ويبطئ في دورة غير متوقعة (ومفهومة بشكل سيئ في الوقت الحاضر).
يشرح أغنو أنه منذ سبعينيات القرن الماضي، تباطأ لب الأرض، وهو ما يعني، بسبب حفظ الزخم، أن السطح يجب أن يتسارع لضمان بقاء النظام بأكمله متوازنًا.
باختصار، فإن طول أيامنا هو عملية دفع وسحب بين كل هذه العوامل. على مدار بضعة عقود، قد يتسارع لب الأرض أو يبطئ، مما يجبر التأثير المعاكس على السطح. ومع ذلك، على مدى مئات السنين، تتوسط هذه التقلبات في سرعة اللب لتكون بلا تأثير كبير على دوران الأرض.
إن التأثيرَ الدائمَ السائدَ الوحيدَ هو احتكاك المد والجزر من القمر، الذي يحاولُ باستمرارٍ إيقافَ دوراننا، وإن كان ذلك ببطءٍ شديدٍ جدّاً.
لكنَّ تغيُّرَ المناخِ المُستحثَّ من قِبَلِ الإنسانِ يُخرِجُ هذا التوازنَ عن مساره. إذْ يُبطَّأُ دورانُ الأرضِ بشكلٍ أسرعَ ممّا توقعنا. وقد تكونُ العواقبُ هائلةً، وإن لم تكن بالضرورة سلبيةً.
مشكلةُ ضبطِ الوقت
عندما يتعلق الأمرُ بضبطِ الوقت، تلعبُ ثلاثةُ مقاييسَ زمنيةٍ رئيسيةٍ أدوارًا حاسمةً: التوقيت الذري الدولي (TAI)، والتوقيت العالمي (UT1)، والتوقيت العالمي المُنسَّق (UTC). ويستندُ التوقيت الذري الدولي إلى الساعات الذرية، ويُحدَّدُ التوقيت العالمي بدوران الأرض، أمّا التوقيت العالمي المُنسَّق فهو المقياسُ الزمني المُستخدمُ عمومًا والذي يحاولُ التوفيقَ بين الاثنين.
وقد أُدخلتِ الثواني الكبيسة في عام 1972 للحفاظِ على توافقِ التوقيت العالمي المُنسَّق مع التوقيت العالمي، ضمنَ 0.9 ثانية.
على عكس سنوات الكبيسة، التي يمكن التنبؤ بها، تُضاف الثواني الكبيسة بشكل غير منتظم حسب الحاجة. فمنذ عام 1972، أُضيفت 27 ثانية كبيسة، وكان آخرها في عام 2016. لقد أضفنا تسع ثوانٍ كبيسة في الثمانينيات وحدها، ولكن ثلاثًا فقط في عشرينيات القرن الحادي والعشرين، ولم نضيف أيًا منها حتى الآن في عشرينيات القرن الحادي والعشرين.
يُسبب هذا النظام المُرتجل مشاكل خطيرة في عصرنا الرقمي المترابط – خاصةً لشركات التكنولوجيا التي تُكلف بمهمة الحفاظ على كل شيء مُتزامنًا.
والجدير بالذكر، في عام 2012، تسببت ثانية كبيسة في حدوث اضطرابات لشركات مثل ريديت، وإنستغرام، وبينترست، ولينكدإن، ونيتفليكس. كما تأجلت أكثر من 400 رحلة طيران تابعة لشركة كانتاس عندما تعطّل نظام الحجز وتسجيل الوصول الخاص بالخطوط الجوية بسبب هذه الثانية الإضافية.
أضاف الكشفُ الحديثُ عن تباطؤِ نواةِ الأرضِ مزيدًا من التعقيد. فإذا استمرّ دورانُ الكوكبِ في التسارع، فقد يصبح من الضروري إضافة ثانية سالبة – أي حذف ثانية من توقيت غرينتش المُنسّق (UTC). ويُشكّل هذا الوضعُ غيرُ المسبوقِ تحدياتٍ أكبر، نظرًا لعدم تصميم العديد من الأنظمة على التعامل مع تعديل سلبي.
يقول أغنو: “لم يحدث هذا من قبل. وبصراحة، لا أعتقد أن أحدًا قد فكّر يومًا في حدوثه”. ويُشبّه السيناريو بـ”مشكلة عام 2000″، عندما انتشرت مخاوف من أخطاء محتملة في أجهزة الكمبيوتر عند مطلع القرن.
يحذّر قائلًا: “الشيء الرئيسي هو أننا لا نعرف ما قد يحدث إذا قمنا بتطبيق ثانية سالبة. ومن المرجح أن تكون الأشياء السيئة التي ستحدث هي تلك التي لم نفكر فيها”.
وفقًا لحسابات أغنو، لكان من الضروري إضافة ثانية سلبية قفزية في عام 2026 لولا التأثيرات المُبطئة لتغير المناخ. ويقول: “إن الاحتباس الحراري قد أخرّ إضافة الثانية السلبية القفزية وقد يلغي الحاجة إليها تمامًا”.
إذن، ها هي النتيجة، ربما وجدنا التأثير الإيجابي الوحيد للاحتباس الحراري. فكلما زاد ذوبان الجليد الذي يسببه الإنسان، قلّت احتمالية حاجتنا إلى ثانية سلبية قفزية مع سيطرة التأثيرات المُبطئة مرة أخرى.
لكن من المحتمل ألا يكون هذا الأمر جديرًا بالاحتفال، بالنظر إلى الجوانب السلبية لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري الإضافية. وعلى أي حال، فكما هو الحال الآن، قد تكون هناك حاجة إلى ثانية سلبية قفزية في عام 2029.
ولعل الوقت قد حان لإعادة النظر في أنظمتنا؟
يقترح أغنو حلاً: خفض دقة المُطابقة المطلوبة بين المقاييس الزمنية. وهذا من شأنه أن يجعل الثواني السلبية القفزية غير ضرورية، ويسمح بجدولة أكثر قابلية للتنبؤ بالتعديلات الإيجابية.
“ربما يجعلها أشبه بالسنوات الكبيسة، حيث تضيف كمية ثابتة من الثواني في وقت ثابت، وستقول فقط، ‘حسنًا، هذا ليس دقيقًا تمامًا، لكن يمكننا التعايش معه’”، كما يقول أغنيو.
هذا منطقي لأن التباطؤ السائد على المدى الطويل هو كل ما يهم، بدلاً من السلوك المعقد لجوهر الأرض أو ذوبان الجليد.
يُفترض أن التخطيط لنشر هذه الطريقة جارٍ، ونأمل في الوقت المناسب للقضاء على الحاجة للثواني الكبيسة بحلول عام 2035. ومع ذلك، فإن تحقيق توافق دولي يمثل تحديًا. إذا لم يتم إجراء أي تغييرات قبل الحاجة إلى ثانية كبيسة سالبة، فقد يكون الفوضى الناتجة غير مسبوقة. الوقت ينفد – حرفيًا.
حول خبرائنا
بنديكت سوجا هو أستاذ مساعد في قسم الهندسة المدنية والبيئية والجيوماسية في المعهد التقني الفدرالي السويسري في زيورخ.
دونكان أغنو أستاذ فخري في معهد سكريبس لعلوم المحيطات. وهو متخصص في قياس تشوه القشرة الأرضية وتحليل البيانات الجيوفيزيائية.
اقرأ المزيد: