Con người không thể nhận ra sự thay đổi chỉ tính bằng phần nghìn giây, nhưng các hệ thống vệ tinh, định vị và tàu vũ trụ lại không được phép bỏ qua sự thay đổi này của Trái đất.

Một ngày đang dài thêm vì băng tan

Nghiên cứu do các nhà khoa học thuộc Đại học Vienna (Áo) và Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ tại Zurich thực hiện, công bố trên tạp chí Journal of Geophysical Research: Solid Earth, đã chỉ ra một tác động ít được biết đến của biến đổi khí hậu: Trái đất đang quay chậm hơn.

Nguyên nhân bắt đầu từ những khối băng khổng lồ tại Greenland, Nam Cực và các sông băng trên đất liền. Khi nhiệt độ toàn cầu tăng, băng tan thành nước, chảy ra đại dương và dần dịch chuyển từ hai cực về những khu vực gần xích đạo hơn.

Sự dịch chuyển này làm thay đổi cách khối lượng được phân bố trên hành tinh. Nước nằm càng xa trục quay, tốc độ quay của Trái đất càng chậm lại.

Mới đây, giáo sư Benedikt Soja - nhà khoa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ và là đồng tác giả nghiên cứu - đã so sánh hiện tượng này với một vận động viên trượt băng nghệ thuật. Khi thu hai tay sát cơ thể, vận động viên có thể quay nhanh, còn khi dang tay ra xa, tốc độ lập tức giảm xuống.

Trái đất cũng đang trải qua một quá trình tương tự, chỉ khác ở chỗ "cánh tay" được kéo ra xa chính là hàng nghìn tỉ tấn nước hình thành từ băng tan.

Nhóm nghiên cứu tính toán rằng biến đổi khí hậu hiện làm độ dài một ngày tăng với tốc độ khoảng 1,33 mili giây mỗi thế kỷ. 

Một mili giây chỉ bằng một phần nghìn giây, vì vậy sự thay đổi này hoàn toàn không thể cảm nhận trong đời sống hằng ngày.

Tuy nhiên khi tái dựng biến động của khí hậu và mực nước biển trong quá khứ, nhóm khoa học nhận thấy đây là tốc độ kéo dài ngày do khí hậu nhanh nhất trong ít nhất 3,6 triệu năm.

Trong phần lớn lịch sử Trái đất, lực thủy triều của Mặt trăng là yếu tố tự nhiên chủ yếu khiến vòng quay hành tinh chậm dần, với tốc độ khoảng 2,4 mili giây mỗi thế kỷ. 

Nhưng nếu lượng khí nhà kính tiếp tục tăng mạnh, tác động của biến đổi khí hậu có thể đạt khoảng 2,62 mili giây mỗi thế kỷ vào cuối thế kỷ XXI.

Điều đó đồng nghĩa trong kịch bản phát thải cao, ảnh hưởng từ hoạt động của con người có thể vượt Mặt trăng, trở thành yếu tố lớn nhất làm chậm vòng quay Trái đất.

Từ giây nhuận đến sự dịch chuyển của trục quay Trái đất

Phát hiện mới nối dài một loạt bằng chứng cho thấy biến đổi khí hậu đang tác động sâu hơn nhiều so với việc làm nhiệt độ tăng, thời tiết cực đoan hay mực nước biển dâng.

Năm 2024, một nghiên cứu của nhóm giáo sư Soja công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences cũng ghi nhận tốc độ kéo dài ngày do khí hậu đã tăng đáng kể từ đầu thế kỷ XXI.

Những phần nghìn giây tưởng như không đáng kể lại mang ý nghĩa lớn đối với các công nghệ đòi hỏi độ chính xác cao. Hệ thống định vị toàn cầu, vệ tinh liên lạc, kính thiên văn và tàu vũ trụ đều phải xác định thời gian cũng như vị trí của Trái đất với độ chính xác rất lớn.

Theo giáo sư Soja, nếu các biến động trong vòng quay hành tinh không được đưa vào mô hình hiệu chỉnh, hệ thống định vị có thể xuất hiện sai số. 

Trong các sứ mệnh không gian, một sai lệch thời gian rất nhỏ cũng có khả năng khiến tàu vũ trụ hạ cánh cách mục tiêu hàng trăm mét.

Một công trình khác đăng trên tạp chí Nature năm 2024 của nhà địa vật lý Duncan Agnew, Đại học California San Diego, cho thấy băng tan còn tác động đến kế hoạch điều chỉnh "giây nhuận" của thế giới.

Đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cao hơn vòng quay không ổn định của Trái đất. 

Vì vậy, các nhà khoa học đôi khi phải thêm hoặc bớt một giây để giữ cho hai hệ thống thời gian không lệch nhau quá xa.

Theo tính toán của Agnew, quá trình tan băng tại Greenland và Nam Cực đã làm Trái đất chậm lại vừa đủ để trì hoãn khoảng ba năm thời điểm thế giới có thể phải áp dụng "giây nhuận âm", tức bớt một giây khỏi giờ chuẩn quốc tế.

Biến đổi khí hậu còn để lại dấu vết trên trục quay của hành tinh. 

Khi băng và nước dịch chuyển giữa các khu vực, trọng lượng trên bề mặt Trái đất thay đổi, khiến vị trí mà trục quay cắt qua bề mặt cũng dịch chuyển nhẹ. Hiện tượng này không có nghĩa Trái đất đang nghiêng hoặc chao đảo nguy hiểm. Mức dịch chuyển chỉ tính bằng centimet mỗi năm, nhưng vẫn đủ để các thiết bị địa trắc hiện đại ghi nhận.

Giáo sư David Holland - chuyên gia toán học và khoa học môi trường tại Đại học New York - cho rằng điều đáng kinh ngạc nằm ở quy mô tác động. Khoảng 150 năm kể từ khi con người đốt nhiên liệu hóa thạch với số lượng lớn là quãng thời gian rất ngắn nếu so với lịch sử hàng tỉ năm của hành tinh.

Thế nhưng, chỉ trong khoảng thời gian ấy, hoạt động của con người đã làm thay đổi khí quyển, đại dương, những khối băng khổng lồ và giờ đây là cả tốc độ quay của Trái đất.

Trái đất thật sự méo như 'củ khoai'? NASA giải mã hình ảnh gây sốt trên mạng

Hình ảnh Trái đất gồ ghề như một 'củ khoai' do NASA công bố khiến mạng xã hội xôn xao, nhưng đây không phải hình dạng thật của hành tinh.