Các tảng băng tan chảy ở vùng cực là một dấu hiệu đáng buồn của thời đại chúng ta, nhưng chúng có thể đã mang lại cho các máy chấm công toàn cầu một sự giải thoát bất ngờ, theo nghiên cứu mới.

Trong nhiều thập kỷ, các chuyên gia đã cố gắng dung hòa thời gian chính xác, như được thiết lập bởi đồng hồ nguyên tử, với tốc độ hơi không đáng tin cậy mà Trái đất quay.

Kể từ năm 1972, các nhà chức trách đã thêm 27 giây nhuận vào tiêu chuẩn thời gian của chúng ta – UTC, hoặc Giờ phối hợp quốc tế – để bù đắp cho sự chậm lại trong vòng quay của Trái đất gây ra phần lớn bởi lực kéo của Mặt trăng trên các đại dương được gọi là “ma sát thủy triều”.

Giữ UTC phù hợp với vòng quay của Trái đất có nghĩa là, trong số những thứ khác, chúng ta có thể mong đợi Mặt trời mọc vào một thời điểm cụ thể vào buổi sáng và các nhà thiên văn học có thể dễ dàng tìm ra khi nào nên hướng kính viễn vọng của họ vào một phần cụ thể của bầu trời.

Nhưng việc bổ sung giây nhuận xảy ra trong những khoảng thời gian không đều, chỉ với thông báo trước sáu tháng, gây đau đầu cho các hệ thống công nghệ toàn cầu – từ lưới điện đến thị trường tài chính và từ vệ tinh đến mạng truyền thông xã hội.

Tuy nhiên, gần đây, vòng quay của Trái đất đã tăng tốc cho thấy chúng ta có thể cần phải xóa một giây khỏi UTC, thay vì thêm một giây vào nó.

Điều này đã gây ra mối lo ngại rộng rãi rằng các máy tính có thể không đối phó tốt với “giây nhuận tiêu cực” này và có thể có sự gián đoạn chưa từng có đối với các hệ thống toàn cầu.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu giây nhuận tiêu cực đáng sợ này bị hoãn lại – thậm chí chỉ trong vài năm?

Một nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí Nature, cho thấy chúng ta cũng có thể nhận được sự chậm trễ như vậy từ sự tan chảy của các tảng băng của Trái đất, đang có tác động chậm lại đối với vòng quay của hành tinh.

Băng tan khiến phanh trên vòng quay của Trái đất

Duncan Agnew, giáo sư địa vật lý tại Đại học California, San Diego, đã bắt đầu mô hình hóa tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ quay của Trái đất.

Một số yếu tố khiến Trái đất quay nhanh hơn, một số khác khiến nó chậm lại và hiệu ứng ròng của chúng sẽ giải thích tốc độ quay của hành tinh.

“Nó gần như là một bài tập ghi chép sổ sách”, Giáo sư Agnew nói.

Công trình của ông tăng thêm sức nặng cho ý tưởng rằng việc tăng tốc độ quay của Trái đất gần đây là do những thay đổi trong lõi chất lỏng của Trái đất.

Mặt khác, ngoài ma sát thủy triều, ông còn tìm thấy một yếu tố khác làm chậm vòng quay của Trái đất là tốc độ tan chảy cực tăng lên, chủ yếu từ chỏm băng Greenland mà còn từ Nam Cực.

“Đó là kết quả thú vị nhất”, ông nói.

Vậy điều đó hoạt động như thế nào?

Khi băng cực tan chảy, nhiều nước chảy về phía xích đạo hơn và tác động có thể được ví như một vận động viên trượt băng nghệ thuật duỗi tay và chân ra để giảm tốc độ.

Sự chậm lại là do một tính chất của các hệ thống kéo sợi được gọi là bảo toàn động lượng góc.

“Bởi vì hình dạng của Trái đất đang thay đổi, điều đó khiến vòng quay thay đổi”, giáo sư Agnew nói.

Ông nhận thấy Trái đất đang quay trước đồng hồ nguyên tử và điều này cuối cùng sẽ đòi hỏi một giây nhuận để được loại bỏ khỏi UTC, để giữ cho cả hai có một giây của nhau.

Nhưng giáo sư Agnew cũng nhận thấy tác động của băng cực tan chảy của Trái đất đã trì hoãn nhu cầu về giây nhuận âm này thêm ba năm.

Theo mô hình của ông, một giây sẽ cần phải được loại bỏ khỏi UTC vào năm 2029, thay vì năm 2026.

“Nếu sự nóng lên toàn cầu không xảy ra trong 30 năm qua, chúng ta đã tiến rất gần đến một giây nhuận âm.”

Bóng ma của giây nhuận âm

Việc thực hành điều chỉnh UTC với giây nhuận đã được đưa ra trong thời gian trước khi có internet.

Vào những năm 70, điều quan trọng là UTC phù hợp với chu kỳ quay của Trái đất cho mục đích điều hướng thiên thể, Patrizia Tavella, người phụ trách UTC tại Văn phòng Quốc tế des Poids et Measures (BIPM) của Pháp, cho biết.

Nhưng kể từ khi GPS ra đời và các công nghệ chính xác dựa trên thời gian nguyên tử, việc điều chỉnh UTC đã trở thành một vấn đề đau đầu hơn.

Thêm giây nhuận đã dẫn đến trục trặc máy tính với các hiệu ứng lan rộng, bao gồm cả sự cố ngừng hoạt động trên các máy chủ truyền thông xã hội Reddit và Qantas vào năm 2012 và công ty dịch vụ web Cloudflare vào năm 2017.

Cũng có rất ít tiêu chuẩn hóa xung quanh cách các tổ chức điều chỉnh theo các thay đổi của UTC, với các công ty như Meta và Google thực hiện các cách tiếp cận khác nhau.

“Tất cả những điều đó tạo ra một sự nhầm lẫn lớn về thời gian vào ngày của giây nhuận”, Tiến sĩ Tavella nói.

Trừ đi một giây có thể gây ra những vấn đề chưa từng có.

“Có những hệ thống chưa được thiết kế cho trường hợp này, và nguy cơ thất bại chắc chắn là mối quan tâm của tất cả người dùng và các nhà đo lường.”

Tiến sĩ Tavella hoan nghênh những phát hiện của Giáo sư Agnew rằng biến đổi khí hậu đã trì hoãn nhu cầu về một giây nhuận tiêu cực.

“Nếu được xác nhận, đó có thể là tin tốt, vì chúng tôi có nhiều thời gian hơn để nghiên cứu và đưa ra quyết định đúng đắn về tương lai của UTC.”

Michael Wouters từ Viện Đo lường Quốc gia Úc đã chia sẻ mối quan tâm của Tiến sĩ Tavella.

Nhưng ông nhấn mạnh sự thiếu chắc chắn trong việc dự đoán thời gian cần thiết cho giây nhuận âm – đó là lý do tại sao các quyết định thực tế về giây nhuận chỉ được đưa ra sau sáu tháng.

“[Giáo sư Agnew] thực sự chỉ nhìn vào ảnh hưởng của sự tan chảy cực đối với thời gian của giây nhuận… và không xem xét sự không chắc chắn trong các quá trình khác ảnh hưởng đến vòng quay Trái đất”, Tiến sĩ Wouters nói.

Nhưng ông đồng ý với phát hiện quan trọng rằng sự tan chảy cực có thể đưa ra một số miễn trừ về yêu cầu bổ sung giây nhuận âm.

Các nghiên cứu cho thấy phạm vi tác động của sự nóng lên toàn cầu

Giáo sư Agnew cho biết mô hình của ông liên quan đến phép ngoại suy “đơn giản nhất có thể” và thừa nhận có một số sai số “khá lớn”, chủ yếu là do hoạt động của lõi Trái đất là “về cơ bản không thể đoán trước”.

Bất chấp tất cả những điều này, một chuyên gia người Úc trong nghiên cứu về hình dạng và vòng quay thay đổi của Trái đất đã mô tả công việc này là “mạnh mẽ” và “thanh lịch” trong phát hiện quan trọng của nó.

“Băng đang tan chảy đủ để thay đổi tốc độ quay của Trái đất và do đó độ dài ngày của chúng ta”, Matt King, giáo sư trắc địa cực tại Đại học Tasmania, cho biết.

“Chúng ta biết [băng tan] cũng làm thay đổi vị trí của trục mà Trái đất quay.

“Đây là những điều sâu sắc đang xảy ra ngoài tầm nhìn của hầu hết chúng ta, nhưng điều đó không có nghĩa là chúng tầm thường.”

Điều gì xảy ra tiếp theo?

Các cơ quan quản lý thời gian quốc tế đang trong quá trình di chuyển ra khỏi sự ràng buộc UTC quá chặt chẽ với vòng quay của Trái đất.

Đến năm 2035, họ hy vọng sẽ có một hệ thống mới đòi hỏi ít điều chỉnh hơn đối với UTC, nhưng điều đó sẽ không có tác động đáng chú ý đến trải nghiệm của chúng ta về những thứ hàng ngày như thời gian mặt trời mọc và lặn.

Nhưng điều gì xảy ra trong thời gian chờ đợi?

Giáo sư Agnew cho biết xu hướng chung sẽ là vòng quay của Trái đất chậm lại và nhu cầu về giây nhuận âm trong dài hạn là “khó xảy ra”.

Ông nói rằng các nhà chức trách nên quên việc giới thiệu chúng và chỉ đơn giản là cho phép UTC và tốc độ quay của Trái đất phân kỳ nhiều hơn trước khi thực hiện điều chỉnh.

Và điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta từ bỏ hoàn toàn việc liên kết thời gian đồng hồ nguyên tử với vòng quay của Trái đất?

Cuối cùng, nó có thể dẫn đến một số hiện tượng khá kỳ lạ.

Thích một buổi bình minh giữa trưa có ai không?

Theo: Global warming is slowing Earth’s spin and may affect how we keep time, study suggests – ABC News