Eine der Fragen, die die Menschheit seit jeher beschäftigt und mit denen sich auch Wissenschaftler auseinandersetzen, ist, ob sich die Erdrotation verlangsamt . Die Antwort lautet: Ja. Die Erde hat an Geschwindigkeit verloren. Der Planet dreht sich langsamer und seine Rotation wird langsamer. Seine Rotationsgeschwindigkeit bestimmt die Länge der 24 Stunden eines Tages, und es zeigt sich ein abnehmender Trend, der zwar unregelmäßig und unvorhersehbar ist, aber dank der Beobachtungen und mathematischen Berechnungen von Astronomen konstant und wahrnehmbar ist.
Deshalb widmen wir diesen Artikel der Frage, wie sich die Erdrotation verlangsamt und welche Folgen dies für das Leben hat.
Verlangsamt sich die Rotation der Erde?
Obwohl die Rotationsgeschwindigkeit der Erde nicht konstant und schwer zu berechnen ist, geht der Trend zu einer leichten Verlangsamung der Rotation. Die zusätzliche Sekunde wurde am 30. Juni 2015 hinzugefügt. Das Jahr 2015 hatte 86.401 Sekunden, eine Sekunde mehr als üblich. Die renommierte internationale Organisation IERS (International Earth Rotation and Reference System Service) misst die Erdrotation regelmäßig und benötigt sechs Monate Vorlaufzeit, um eine Sekunde hinzuzufügen.
Die Erdrotation verlangsamt sich aufgrund von Gezeitenkräften und anderen Faktoren wie atmosphärischen Veränderungen (Wind), die eine spürbare Beschleunigung oder Verzögerung bewirken. Wenn die Differenz zwischen astronomischer Zeit (UT1) und Atomzeit (UTM) 0,9 Sekunden überschreitet, lassen sich Schaltsekunden vorhersagen.
Die Messung von Schaltsekunden wurde nach rein wissenschaftlichen Standards eingeführt, um den Einfluss externer Faktoren wie der Mondgravitation, des Abschmelzens der Pole oder geologischer Phänomene wie Erdbeben, Tsunamis oder Vulkanausbrüche auszugleichen , die Veränderungen der Erdrotation verursachen. Jedes Phänomen, das die Massenverteilung der Erde vom Kern bis zur Kruste verändern kann, beeinflusst die Rotationsgeschwindigkeit, doch die Auswirkungen sind unvorhersehbar.
Ohne diese Sekunde, die sich seit den 1970er Jahren mehr als verzwanzigfacht hat , wären unsere Uhren nicht mit der astronomischen Zeit – der Echtzeit – synchronisiert und könnten daher die Rotation der Planeten und ihre Positionen relativ zur Sonne nicht erfassen. Die Erde dreht sich seit sehr langer Zeit langsamer. Vor Millionen von Jahren waren die Tage viel kürzer, und die Zeitspanne zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang betrug einige Stunden weniger.
Die Rotation der Erde verlangsamt sich und ihre Beziehung zum Sauerstoff
Der Anstieg des Sauerstoffgehalts in der Frühzeit der Erdgeschichte ebnete den Weg für eine spektakuläre Vielfalt tierischen Lebens. Doch seit Jahrzehnten ringen Wissenschaftler darum, die Faktoren zu erklären, die diesen allmählichen, fast zwei Milliarden Jahre andauernden Prozess steuern.
Nun schlägt ein internationales Forscherteam vor, dass eine Zunahme der Dauer des Sonnenlichts in der Frühzeit der Erde – die Rotation der jungen Planeten, die sich im Laufe der Zeit allmählich verlangsamt, wodurch die Tage länger werden – die Menge an Sauerstoff erhöht haben könnte, die durch photosynthetisches Licht freigesetzt wird Cyanobakterien, die die Sauerstoffversorgungszeit des Planeten bestimmt haben.
Ihre Erkenntnisse wurden durch eine Studie über lebende mikrobielle Gemeinschaften inspiriert, die unter extremen Bedingungen am Grund eines Dolinenlochs im Huronsee, 30 Meter unter der Oberfläche, gedeihen. Das Wasser auf der zentralen US-amerikanischen Insel Tiankeng ist reich an Schwefel und arm an Sauerstoff, und die dort vorkommenden, farbenprächtigen Bakterien gelten als gute Analoga zu den einzelligen Organismen, die vor Tausenden von Jahren teppichartige Kolonien auf der Erdoberfläche und dem Meeresboden bildeten.
Die Forscher zeigten, dass längere Tage die Menge an Sauerstoff erhöhten, die von photosynthetischen mikrobiellen Matten freigesetzt wurde. Dieser Befund weist wiederum auf einen bisher unberücksichtigten Zusammenhang zwischen der Geschichte der Sauerstoffversorgung der Erde und ihrer Rotationsgeschwindigkeit hin. Während sich die Erde heute alle 24 Stunden um ihre Achse dreht, dauerte ein Tag in den Kinderschuhen der Erde möglicherweise nur 6 Stunden.
Die Uhr eine Sekunde oder eine Stunde zurückstellen?
Mehrere der mächtigsten und einflussreichsten Nationen der Welt, allen voran die USA, Frankreich und Deutschland, plädieren dafür, diese zusätzliche Sekunde abzuschaffen und den Zeitablauf ausschließlich anhand der Schwingungen von Kohlenstoffatomen zu messen, die praktisch nicht existieren. Cäsium steuert den Zeitablauf in Atomuhren und ist das genaueste Element.
Diese Länder bestehen darauf, dass alle Korrekturen auf einmal vorgenommen werden können, indem alle 600 Jahre eine Stunde (3600 Sekunden) hinzugefügt wird – eine offensichtliche Verzögerungstaktik, um sich dem Problem zu entziehen. Zwar gibt es die Tendenz, die Anpassung ganz zu unterdrücken und sie stattdessen in größeren Schritten durchzuführen, indem alle 500 Jahre eine Stunde hinzugefügt wird, doch die Diskrepanz zwischen Sonnenzeit und bürgerlicher Zeit, gemessen durch Atomuhren, wird sich dadurch nur noch vergrößern. GPS-Systeme, die mit ihrer eigenen Zeit arbeiten, haben diese Konfigurationen ignoriert.
Die Meinungsverschiedenheit mit anderen Ländern, darunter Großbritannien und China, die an der Zwei-Sekunden-Regel festhalten, hat hitzige Debatten an der Schnittstelle von Politik, Technologie und Wissenschaft ausgelöst. Für überzeugte Verfechter einer präzisen Zeitmessung auf Basis der Erdrotation würde die Abschaffung dieser zusätzlichen Sekunde die Zeitrechnung einer Zivilisation verzerren und sie mit der astronomischen Realität in Konflikt bringen. Angesichts des Ablaufs von Hunderten, Tausenden oder Millionen von Jahren erscheint dies als eine geringfügige Korrektur, und eine minimale Änderung – eine zusätzliche Sekunde pro Jahr – würde sich auf mehr als 31 Millionen Sekunden summieren. Schätzungen zufolge geht ohne eine Erhöhung alle 600 Jahre eine Stunde verloren.
Während die Rotationsgeschwindigkeit weder regelmäßig noch vorhersehbar ist, erlauben aktuelle Technologien und wissenschaftliche Erkenntnisse die Vorhersage der nächsten Schaltsekunde in zwei Jahren. IERS ist viel einfacher mit nur 6 Monaten Kündigungsfrist. Es gibt kein Vorhersagemodell. Der Haupteinfluss ist der Mond, unter dem sich die Erde ständig verformt und die Erde um einige Millisekunden verlangsamt.
Der Zweifel, ob sich die Erdrotation verlangsamt und welche Folgen das hat, konnte ausgeräumt werden.