De aarde lijkt onbeweeglijk in haar fundamentele regels. De zon komt op, gaat onder en elke dag duurt vierentwintig uur. Een structuur die zo stabiel is dat het net zo natuurlijk lijkt als ademen. Toch is de werkelijkheid veel dynamischer dan we ons voorstellen. Onze planeet verandert voortdurend van tempo, zoals een levend organisme reageert op wat er op het oppervlak gebeurt.
De afgelopen jaren is de wetenschap een verrassend fenomeen gaan waarnemen: menselijke activiteiten beïnvloeden zelfs de snelheid waarmee de aarde draait. Dit is geen waarneembare variatie in het dagelijks leven, maar een krachtig wetenschappelijk signaal dat iets enorms vertelt: klimaatverandering verandert de beweging van de planeet.
Dat blijkt uit onderzoek gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift JGR Vaste Aardeveroorzaken het smelten van ijs en de herverdeling van water in de oceanen een meetbaar effect op de rotatie van de aarde. Het resultaat is klein, maar concreet: de dagen worden iets langer.
Hoe de klimaatverandering de dagen op aarde verlengt
Om te begrijpen wat er gebeurt, moeten we een stap terug doen in de geschiedenis van de planeet. Toen de aarde ongeveer 4,6 miljard jaar geleden ontstond, duurde een dag slechts zes uur. In de loop van geologische tijdperken is de rotatie van de planeet geleidelijk vertraagd, totdat deze de huidige duur van ongeveer vierentwintig uur bereikt.
Lange tijd hebben wetenschappers deze vertraging vooral toegeschreven aan de invloed van de maan, waarvan de zwaartekracht als een soort natuurlijke rem op de rotatie van de aarde werkt. Nieuwe studies suggereren echter dat er vandaag de dag nog een factor is die dit millenniumevenwicht kan beïnvloeden: de impact van menselijke activiteiten op het mondiale klimaat.
Een groep onderzoekers van de Universiteit van Wenen heeft de geschiedenis van de rotatie van de aarde gedurende de afgelopen 3,6 miljoen jaar gereconstrueerd met behulp van een verrassend natuurlijk archief: de gefossiliseerde schelpen van benthische foraminiferen, kleine eencellige mariene organismen die op de oceaanbodem leven.
Wanneer deze micro-organismen sterven, laten ze kalkhoudende schelpen achter die waardevolle chemische informatie bewaren over de omgeving waarin ze leefden. In de praktijk werken ze als geologische dagboeken uit het verleden, die in staat zijn de temperatuur van het water, het volume van de oceanen en de hoeveelheid ijs die op dat moment op de planeet aanwezig was, vast te leggen.
Door deze fossielen te analyseren en de gegevens te integreren met een geavanceerd kunstmatig intelligentiemodel genaamd Physics-Informed Diffusion Model, konden onderzoekers met grote precisie reconstrueren hoe de verdeling van water op aarde in de loop van de tijd is veranderd en hoe dit de rotatie van de planeet heeft beïnvloed. Het resultaat is verrassend: de huidige klimaatverandering heeft nu al een meetbaar effect op de lengte van de dagen.
Waarom vertraagt smeltend ijs de aarde?
Om het mechanisme te begrijpen, moet je je een heel eenvoudig tafereel voorstellen: een kunstschaatsster die om zichzelf heen draait. Wanneer de schaatser haar armen dicht bij haar lichaam houdt, draait ze snel. Wanneer ze echter breder worden, vertraagt de rotatie. Dit gebeurt als gevolg van een natuurkundige wet die behoud van impulsmoment wordt genoemd en die stelt dat de rotatiesnelheid verandert wanneer de massaverdeling varieert. De aarde gedraagt zich op dezelfde manier.
Wanneer enorme ijsmassa’s geconcentreerd blijven aan de polen, bevindt een groot deel van de massa van de planeet zich relatief dicht bij de rotatieas. Wanneer de opwarming van de aarde dit ijs echter doet smelten, stroomt het water naar de oceanen en wordt het geleidelijk naar de evenaar verdeeld. In de praktijk beweegt de massa van de planeet weg van de rotatie-as, net als de armen van de schaatser. Het resultaat is een vertraging, hoe minimaal ook, van de rotatie van de aarde.
Wetenschappers hebben berekend dat dit fenomeen de dagen met ongeveer 1,33 milliseconden per eeuw verlengt. Een kleine variatie voor onze dagelijkse perceptie van tijd, maar vanuit wetenschappelijk oogpunt uiterst significant. Nog verrassender is de vergelijking met het verleden: volgens de gegevens die in het onderzoek zijn gereconstrueerd, had een dergelijke snelle verandering de afgelopen miljoen jaar niet plaatsgevonden.
Omdat deze ontdekking ook belangrijk is voor ons dagelijks leven
Op het eerste gezicht lijkt het misschien een puur wetenschappelijk detail. Een paar extra milliseconden in de duur van een dag zullen zeker niets veranderen aan de manier waarop we onze dagen indelen. In werkelijkheid vertelt dit fenomeen iets veel groters.
Als we het hebben over de stijgende zeespiegel, denken we meteen aan de meest voor de hand liggende gevolgen: kusten die zich terugtrekken, steden die het risico lopen te overstromen, watervoerende lagen verzilten. Er is echter ook een minder zichtbaar maar minstens zo belangrijk effect: de herverdeling van de massa van de hele planeet. Deze studie toont aan dat oceanen, ijs, atmosfeer en de aardkorst functioneren als onderdelen van één enkel onderling verbonden systeem. Het veranderen van één van deze elementen betekent onvermijdelijk dat ook de andere worden beïnvloed.
Dan is er nog een heel concreet aspect dat met technologie te maken heeft. Sommige moderne systemen vereisen extreme timingprecisie om goed te kunnen functioneren. Denk bijvoorbeeld aan GPS-systemen, aardobservatiesatellieten, ruimtemissies en telecommunicatie.
Deze technologieën moeten met grote precisie de positie van de planeet en zijn rotatie in de ruimte kennen. Zelfs veranderingen van enkele milliseconden kunnen updates vereisen in de modellen die worden gebruikt om de coördinaten van de aarde te berekenen. Met andere woorden: de klimaatverandering heeft niet alleen gevolgen voor het milieu en de ecosystemen, maar ook voor de manier waarop de planeet zich door de ruimte beweegt.
Er schuilt iets diep symbolisch in deze ontdekking. Mensen hebben zoveel fossiele brandstoffen verbrand, zoveel ijsmassa gesmolten en de klimaatbalans zo diepgaand veranderd dat ze er zelfs in zijn geslaagd de rotatiesnelheid van de planeet te veranderen. Dit is een kleine variatie, die voor onze dagelijkse ervaring niet waarneembaar is. Toch is de wetenschappelijke boodschap zeer krachtig. Voor het eerst in de recente geschiedenis van de aarde laat een soort een meetbare indruk achter, zelfs op het tijdstip waarop de planeet draait.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
