Trái Đất đang quay nhanh hơn, giới khoa học phải cân nhắc một động thái chưa từng có

Bức ảnh ghép này cho thấy một cánh đồng lúa dưới bầu trời đầy sao ở thành phố Song Áp Sơn, tỉnh Hắc Long Giang, đông bắc Trung Quốc. Ảnh: CNN

Theo đài CNN, ngày 10/7 là ngày ngắn nhất trong năm cho đến nay, ngắn hơn 1,36 mili giây so với một ngày đủ 24 giờ - theo dữ liệu từ Dịch vụ Hệ thống Tham chiếu và Vòng quay Trái đất Quốc tế và Đài quan sát Hải quân Mỹ, được tổng hợp bởi timeanddate.com. Những ngày ngắn hơn còn đến vào 22/7 và 5/8, hiện được dự đoán lần lượt ngắn hơn là 1,34 và 1,25 mili giây.

Độ dài của một ngày là thời gian Trái đất hoàn thành một vòng quay trọn vẹn quanh trục của nó - trung bình là 24 giờ hoặc 86.400 giây. Nhưng trên thực tế, mỗi vòng quay hơi bất thường do nhiều yếu tố, chẳng hạn như lực hấp dẫn của Mặt Trăng, sự thay đổi theo mùa của khí quyển và ảnh hưởng từ lõi lỏng của Trái Đất. Do đó, một vòng quay trọn vẹn thường mất ít hơn hoặc nhiều hơn 86.400 giây một chút - một sự chênh lệch chỉ vài mili giây và không ảnh hưởng rõ ràng đến cuộc sống hàng ngày.

Tuy nhiên, về lâu dài, những sai lệch này có thể ảnh hưởng đến máy tính, vệ tinh và viễn thông, đó là lý do tại sao ngay cả những sai lệch thời gian nhỏ nhất cũng được theo dõi bằng đồng hồ nguyên tử. Một số chuyên gia tin rằng điều này có thể dẫn đến một kịch bản tương tự như sự cố Y2K, vốn đe dọa làm tê liệt nền văn minh hiện đại.

Bổ sung "giây nhuận âm"

Đồng hồ nguyên tử ra đời từ năm 1955, đếm dao động của các nguyên tử được giữ trong buồng chân không bên trong đồng hồ để tính toán 24 giờ với độ chính xác cao nhất. Thời gian kết quả được gọi là UTC, hay Giờ Phối hợp Quốc tế - dựa trên khoảng 450 đồng hồ nguyên tử và là tiêu chuẩn toàn cầu về đo thời gian, cũng như thời gian mà tất cả điện thoại và máy tính của chúng ta được thiết lập.

Một chiếc đồng hồ nguyên tử trong phòng thí nghiệm thời gian của Viện Vật lý Kỹ thuật Liên bang Đức (PTB) ở Đức. Ảnh: DPA/Getty Images

Các nhà thiên văn học cũng theo dõi sự tự quay của Trái Đất - ví dụ như sử dụng vệ tinh để kiểm tra vị trí của hành tinh so với các sao cố định - và có thể phát hiện ra những chênh lệch nhỏ giữa thời gian của đồng hồ nguyên tử và thời gian thực tế Trái Đất hoàn thành một vòng tự quay trọn vẹn. Năm ngoái, vào ngày 5/7/2024, Trái Đất đã trải qua ngày ngắn nhất từng được ghi nhận kể từ khi đồng hồ nguyên tử ra đời cách đây 65 năm, với thời gian một ngày ngắn hơn 1,66 mili giây.

"Chúng ta đã có xu hướng ngày trôi nhanh hơn một chút kể từ năm 1972", Duncan Agnew, Giáo sư danh dự ngành địa vật lý tại Viện Hải dương học Scripps và là nhà nghiên cứu địa vật lý tại Đại học California, San Diego, cho biết. "Nhưng vẫn có những biến động. Nó thực sự giống như việc theo dõi thị trường chứng khoán vậy. Có những xu hướng dài hạn, rồi cũng có những đỉnh cao và sụp đổ."

Năm 1972, sau nhiều thập kỷ quay tương đối chậm, vòng quay của Trái Đất đã tích tụ độ trễ so với thời gian nguyên tử đến mức Dịch vụ Hệ thống Tham chiếu và Quay Trái Đất Quốc tế (International Earth Rotation and Reference Systems Service) đã yêu cầu bổ sung "giây nhuận" vào giờ UTC. Điều này tương tự như năm nhuận, tức là cứ bốn năm lại thêm một ngày vào tháng Hai để bù đắp cho sự chênh lệch giữa Dương lịch và thời gian Trái Đất hoàn thành một vòng quỹ đạo quanh Mặt Trời.

Kể từ năm 1972, tổng cộng 27 giây nhuận đã được thêm vào giờ UTC, nhưng tốc độ bổ sung ngày càng chậm lại do Trái Đất tăng tốc; 9 giây nhuận đã được thêm vào trong suốt những năm 1970 trong khi không có giây nhuận mới nào được thêm vào kể từ năm 2016.

Năm 2022, Hội nghị Tổng quát về Cân đo (CGPM) đã bỏ phiếu thông qua việc loại bỏ giây nhuận vào năm 2035, nghĩa là chúng ta có thể sẽ không bao giờ thấy thêm một giây nhuận nào nữa vào đồng hồ. Nhưng nếu Trái Đất tiếp tục quay nhanh hơn trong vài năm nữa, theo ông Agnew, cuối cùng một giây có thể cần phải được loại bỏ khỏi UTC. "Chưa bao giờ có giây nhuận âm", ông nói, "nhưng khả năng có một giây nhuận như vậy từ nay đến năm 2035 là khoảng 40%."

Điều gì khiến Trái Đất quay nhanh hơn?

Theo Giáo sư Agnew, những biến đổi ngắn hạn nhất trong chuyển động quay của Trái đất xuất phát từ Mặt trăng và thủy triều. Khi Mặt trăng nằm phía trên đường xích đạo, nó khiến Trái đất quay chậm lại; ngược lại, khi Mặt trăng ở các vĩ độ cao hơn hoặc thấp hơn, Trái đất quay nhanh hơn. Hiệu ứng này càng trở nên rõ nét khi kết hợp với thực tế rằng vào mùa hè, Trái đất có xu hướng quay nhanh hơn – nguyên nhân là do bầu khí quyển chậm lại vì những biến đổi theo mùa, chẳng hạn như sự dịch chuyển của dòng tia (jet stream) về phía bắc hoặc phía nam. Theo các định luật vật lý, tổng động lượng góc của Trái đất và khí quyển phải được bảo toàn, vì vậy phần tốc độ quay bị mất đi từ khí quyển sẽ được Trái đất hấp thụ lại. Tương tự, trong suốt 50 năm qua, lõi lỏng của Trái đất cũng đang quay chậm dần, kéo theo việc phần Trái đất rắn xung quanh nó quay nhanh lên.

Tốc độ quay của Trái Đất bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, nhưng Mặt Trăng và thủy triều đóng vai trò chính. Ảnh: NASA

Bằng cách xem xét sự kết hợp của những hiệu ứng này, các nhà khoa học có thể dự đoán liệu một ngày sắp tới có thể đặc biệt ngắn hay không. Judah Levine, một nhà vật lý và là thành viên của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ trong lĩnh vực thời gian và tần số, cho biết: "Những biến động này có mối tương quan chu kỳ ngắn, nghĩa là nếu Trái Đất tăng tốc vào một ngày, thì nó cũng có xu hướng tăng tốc vào ngày hôm sau. Nhưng mối tương quan đó biến mất khi khoảng thời gian ngày càng dài hơn. Và khi đến một năm, dự đoán trở nên khá không chắc chắn. Trên thực tế, Dịch vụ Hệ thống Tham chiếu và Vòng quay Trái đất Quốc tế không dự đoán trước xa hơn một năm".

Mặc dù một ngày ngắn không tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào, nhưng xu hướng ngày ngắn hơn gần đây đang làm tăng khả năng xảy ra giây nhuận âm. “Khi hệ thống giây nhuận được định nghĩa vào năm 1972, không ai thực sự nghĩ rằng giây âm sẽ xảy ra”, ông Levine lưu ý. “Nó chỉ là một thứ được đưa vào tiêu chuẩn vì bạn phải làm điều đó để hoàn thiện. Mọi người đều cho rằng chỉ cần giây nhuận dương, nhưng giờ đây, việc ngày ngắn lại khiến (giây nhuận âm) có nguy cơ xảy ra, có thể nói như vậy.”

Vì rất nhiều hệ thống công nghệ cơ bản dựa vào đồng hồ và thời gian để hoạt động, chẳng hạn như viễn thông, giao dịch tài chính, lưới điện và vệ tinh GPS, chỉ kể đến một vài ví dụ, nên sự xuất hiện của giây nhuận âm, theo ông Levine, có phần giống với sự cố Y2K - khoảnh khắc vào đầu thế kỷ trước khi thế giới nghĩ rằng một loại ngày tận thế sẽ xảy ra vì máy tính có thể không thể xử lý định dạng ngày mới, chuyển từ '99' sang '00'.

Quang cảnh sông băng Shoesmith trên đảo Horseshoe ở Nam Cực. Ảnh: Anadolu Agency/Getty Images

Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu cũng là một yếu tố góp phần gây ra vấn đề giây nhuận, nhưng theo một cách đáng ngạc nhiên. Mặc dù hiện tượng nóng lên toàn cầu đã gây ra những tác động tiêu cực đáng kể đến Trái Đất, nhưng khi nói đến việc đo thời gian, nó lại có tác dụng chống lại các lực đang làm tăng tốc độ quay của Trái Đất. Một nghiên cứu được Agnew công bố năm ngoái trên tạp chí Nature đã chỉ ra chi tiết về việc băng tan ở Nam Cực và Greenland đang lan rộng ra các đại dương, làm chậm tốc độ quay của Trái Đất - giống như một vận động viên trượt băng xoay người với hai tay giơ lên cao trên đầu, nhưng sẽ xoay chậm hơn nếu hai tay được gập dọc theo cơ thể.

Thu Hằng/Báo Tin tức và Dân tộc