Il cambiamento climatico potrebbe influenzare il modo in cui calcoliamo il tempo

Il cambiamento climatico modifica la velocità di rotazione della Terra, stiamo avendo un effetto sul mondo mai visto prima

[29 Marzo 2024]

Secondo lo studio “A global timekeeping problem postponed by global warming”, pubblicato su Nature da Duncan Carr Agnew dell’Institute of Geophysics and Planetary Physics della Scripps Institution of Oceanography dell’università della California San Diego,  stiamo andando verso un  problema che riguarda il cronometraggio del tempo a livello globale e il riscaldamento globale sta determinando quando potrebbe succedere.

Il coordinamento mondiale del cronometraggio è il modo in cui tutti gli smartphone e i computer possono mantenere la stessa ora, una misurazione del tempo che ogni tanto richiede l’aggiunta di un secondo – chiamato secondo intercalare – che fa durare un particolare minuto per 61 secondi. E’ un po’ quello, in scala ridotta, che succederà a Pasqua con il passaggio dall’ora solare all’ora legale, e chi se lo dimentica sa quanta confusione crei non essere sincronizzato con l’orario che usano tutti gli altri.

Alla Scripps Institution of Oceanography spiegano che «La stessa cosa può accadere con i secondi intercalari: se una rete di computer non li conosce, non sarà più sincronizzata con tutto il resto. Ad esempio, se il computer di un negozio online e quello della vostra banca mantengono orari diversi, facendo clic sul pulsante “ordina” verrà visualizzato per creare due azioni in orari diversi, non solo una».

I secondi intercalati vennero utilizzati per la prima volta nel 1972, quando le reti di computer erano agli albori. Il codice che tiene traccia del tempo per ciascun computer è solitamente progettato per gestire un secondo extra occasionale. Ma secondo Agnew  «Ad un certo punto, nei prossimi 10 anni, i computer potrebbero dover consentire un secondo intercalare negativo, ovvero un minuto lungo solo 59 secondi. Questo non è mai accaduto prima, quindi potrebbe essere difficile, se non impossibile, garantire che tutti i computer interconnessi del mondo possano rimanere sincronizzati quando accadrà. Se non possono, non si sa cosa potrebbe succedere. Anche solo qualche anno fa, l’aspettativa era che i secondi intercalari sarebbero sempre stati positivi, e si sarebbero verificati sempre più spesso. Analizzando quel che causa questi cambiamenti, sembra che sia molto probabile che sia negativo. Un secondo non sembra molto, ma nel mondo interconnesso di oggi, sbagliare l’orario potrebbe portare a enormi problemi».

Inoltre, lo studio rileva che, se non fosse stato per il riscaldamento globale, questo secondo intercalare negativo sarebbe arrivato anche prima. Alla Scripps spiegano ancora: «Il collegamento tra l’indicazione dell’ora e il cambiamento climatico deriva in parte dalla storia dell’indicazione dell’ora e in parte dalla geofisica della rotazione terrestre. Oggi il cronometraggio si basa sugli orologi atomici, che misurano il tempo contando un particolare tipo di vibrazione negli atomi di cesio. Poiché un secondo di tempo è definito dalla frequenza di questa vibrazione, tutti questi orologi producono lo stesso “tempo reale”. Sommando i secondi si ottengono minuti, ore, giorni e anni. Ma il tempo utilizzato dalla società, chiamato Coordinated Universal Time (abbreviato UTC), è un mix del tempo degli orologi atomici e del tempo definito com’era prima della loro invenzione».

La definizione più vecchia si basava sul numero di secondi impiegati dalla Terra per ruotare una volta sul proprio asse. Se la Terra ruotasse sempre alla stessa velocità, il secondo dell’orologio atomico potrebbe sempre corrispondere al secondo di rotazione della Terra, ma in realtà la velocità di rotazione della Terra varia. Nel 1972, un giorno definito dalla rotazione terrestre era 0,0025 secondi (2.500 microsecondi) più lungo di quello definito dagli orologi atomici. In un anno, la differenza accumulata era di quasi un secondo, quindi è stato utilizzato un secondo intercalare per evitare che la differenza aumentasse. Ma nel 2023, i due tipi di giorni differivano solo di 80 microsecondi, quindi la differenza di tempo in un anno ammontava a soli 0,03 secondi.

Diversi fattori fanno sì che il tasso di rotazione vari di anno in anno. Alcuni cambiano alla stessa velocità ogni anno, ma due fenomeni cambiano la velocità di rotazione della Terra in quantità diverse ogni anno.

Agnew sottolinea che «Il primo fenomeno è lo scioglimento dei ghiaccio terrestre alle alte latitudini. Se ne è sciolto molto di più man mano che le regioni polari si sono riscaldate, un segno del riscaldamento globale. L’acqua di fusione finisce nell’oceano e aumenta il livello del mare su gran parte dell’oceano. Questo equivale a un trasferimento di massa dai poli verso l’equatore, che rallenta la velocità di rotazione della Terra. Le misurazioni della gravità terrestre mostrano che prima del 1990, la gravità è cambiata in un modo tale da rendere la Terra più vicina a una sfera e farla ruotare più velocemente. Ma dal 1990 questa tendenza si è invertita e la Terra ruota più lentamente. Il riscaldamento globale, spostando l’acqua dai poli all’equatore, ha cambiato la velocità di rotazione dell’intera terra solida. La seconda causa dei cambiamenti della rotazione deriva da qualcosa di cui gli scienziati sanno molto meno, il nucleo liquido della Terra: una massa di ferro fuso all’interno della parte solida del pianeta. Movimenti molto lenti di diverse parti del nucleo interagiscono per produrre il campo magnetico terrestre. Questi movimenti mutevoli fanno sì che la parte solida della Terra ruoti più o meno velocemente, qualcosa suggerito per la prima volta 70 anni fa dagli scienziati della Scripps Roger Revelle e Walter Munk».

Dal 1972, dopo aver sottratto tutte le altre cause di cambiamento, la rotazione osservata della parte solida mostra che la rotazione del nucleo ha costantemente rallentato. Questo rallentamento accelera la rotazione della terra solida, quindi un giorno oggi è 0,0025 secondi più corto rispetto a 50 anni fa. Se questo trend verso una rotazione più rapida continuasse, allora, nonostante gli effetti del riscaldamento globale della Terra, un giorno definito dalla rotazione planetaria diventerebbe più breve, tanto che il giorno dell’ora atomica mostrato sugli schermi degli smartphone richiederebbe un secondo intercalare negativo.

Agnew conclude: «Considerando tutte le cause dei cambiamenti, questo suggerisce che un secondo intercalare negativo potrebbe essere necessario nel 2028. Senza il rallentamento della rotazione terrestre causato dallo scioglimento dei ghiacci, sarebbe stato previsto 3 anni prima. Questo rinvio, pur dando più tempo per prepararsi (forse semplicemente non avendo un secondo intercalare negativo), è solo un vantaggio banale rispetto agli enormi problemi derivanti dal riscaldamento globale. Il fatto che il cambiamento climatico sia stato in grado di modificare la velocità di rotazione dell’intera Terra è un’ulteriore indicazione del fatto che stiamo avendo un effetto sul mondo diverso da qualsiasi cosa vista prima».