Một ngày trên trái đất đang trở nên dài hơn, và các nhà khoa học không thể giải thích nguyên nhân

Đồng hồ nguyên tử đo đạc thời gian bằng dao động của nguyên tử Cesium, cùng những đo đạc thiên văn chính xác vừa đưa ra kết quả nói rằng một ngày trên trái đất đang trở nên dài hơn. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến quá trình đo đạc thời gian của con người, mà còn ảnh hưởng trực tiếp tới những công nghệ quan trọng nhất phục vụ cuộc sống như GPS chẳng hạn.

Điều tréo ngoe ở đây là, tốc độ tự quay quanh trục của trái đất trong những thập niên gần đây đã tăng dần lên. Mà trái đất tự quay nhanh hơn thì một ngày phải ngắn hơn chứ, sao lại dài hơn đúng không? Đấy chính là điều các nhà khoa học không lý giải nổi. Thậm chí là ngày 29/6/2022 vừa rồi, các nhà thiên văn học đã ghi nhận ngày ngắn nhất của trái đất trong nửa thế kỷ qua, chính xác là ngắn hơn 1,59 mili giây so với ngưỡng 24 giờ đồng hồ. Tất cả các trang tin và báo chí thế giới vài ngày qua đều có bài nói đến chuyện trái đất đang có ngày ngắn lại.

Nhưng kể từ đó, mọi số liệu ghi nhận đều chứng minh tốc độ tự quay quanh trục của trái đất đang dần chậm lại.

Một ngày trên trái đất không bao giờ có thời lượng bằng chính xác 24 giờ, hoặc 86.400 giây. Có rất nhiều lý do khiến một ngày dài hơn hoặc ngắn hơn 86.400 giây. Những thay đổi về mặt địa chất trong hàng triệu năm là một ví dụ. Nhưng cũng sẽ có những trường hợp một trận động đất hay một cơn siêu bão có khả năng khiến ngày trở nên dài ra hoặc ngắn lại.

Giải thích kỹ hơn. Thủy triều do mặt trăng gây ra đã kéo theo những hiệu ứng ma sát, khiến tốc độ quay của trái đất chậm lại qua hàng triệu năm. Cứ mỗi thế kỷ trôi qua, một ngày lại dài thêm 2,3 mili giây. Để tiện so sánh thì hàng tỷ năm trước, một ngày trên trái đất chỉ kéo dài 19 tiếng đồng hồ, tức là tương đương trên dưới 68.400 giây thôi.

Nhưng trong khoảng 20 nghìn năm trở lại đây, một quá trình khác diễn ra, khiến tốc độ quay của trái đất nhanh hơn. Khi kỷ băng hà gần nhất kết thúc, những phiến băng tan ở hai cực, giảm áp lực, khiến lớp phủ (quyển manti - Earth's mantle) di chuyển dần về hai cực trái đất. Giống hệt như một vũ công ballet thu gọn tay vào người để xoay nhanh hơn, trái đất cũng bị tác động y hệt khi lớp phủ trôi dần về hướng hai cực, chính xác là cứ mỗi thế kỷ, một ngày trôi qua nhanh hơn 0,6 mili giây.

Rồi dần dần, sự kết nối giữa lòng trái đất với bề mặt cũng tạo ra những tác động khác. Những trận động đất lớn cũng khiến ngày ngắn lại, nhưng con số rất nhỏ. Ví dụ trận động đất thảm họa, cường độ 8,9 độ Richter xảy ra vào tháng 3/2011 ở Nhật Bản đã khiến trái đất quay nhanh hơn 1,8 micro giây. Tương tự như vậy là tác động từ những thay đổi của khí hậu trái đất, hoặc thậm chí là cả dòng hải lưu, thủy triều hàng ngày, hàng tháng, di chuyển khối lượng khổng lồ quanh trái đất. Có cái khiến ngày dài ra, cũng có cái khiến ngày ngắn lại.

Quay lại với câu chuyện ngày đang dài ra, nhưng không ai rõ nguyên nhân.

Từ thập niên 1960, khi những chuyên gia vận hành kính thiên văn radio trên toàn thế giới tìm ra cách cùng lúc theo dõi những chuẩn tinh (quasar) ngoài không gian, thì con người đã tìm được cách ước lượng chính xác tốc độ quay quanh trục của trái đất. So sánh cách ước lượng này với tốc độ vận hành của đồng hồ nguyên tử đều chỉ ra rằng trong vài năm qua, một ngày đang dần trở nên ngắn đi.

Điều bất ngờ là khi chúng ta loại bỏ những biến số ngắn hạn do mùa hoặc do thủy triều, thì kể từ năm 2020, một ngày trên trái đất lại có thời lượng dài ra. Trong 50 năm qua, chưa bao giờ các nhà khoa học ghi nhận điều này.

Thay đổi nào thì cũng phải có lý do chính xác. Nhưng các nhà khoa học lại chưa tìm ra được nguyên nhân cụ thể. Có thể đây là hệ quả của những hình thái thời tiết cực đoan La Niña diễn ra liên tiếp. Cũng có thể nguyên nhân đến từ tốc độ những tảng băng ở hai cực tan chảy càng lúc càng nhanh. Các nhà khoa học cũng tính đến một khả năng khác, liên quan tới hiện tượng tên là “Dao động Chandler”, mô tả sự “lắc lư” của chính trục tự quay của trái đất, diễn ra trong vòng 433 ngày. Nhưng vài năm gần đây, qua sự theo dõi bằng kính thiên văn radio, dao động Chandler đã dần suy giảm, nhưng đó có thể là lý do trái đất đang có tốc độ tự quay chậm lại, khiến ngày dài ra.

Điều đó thì có liên quan gì tới chúng ta? Sai lệch thời gian sẽ khiến những ứng dụng rất quan trọng như GPS bị ảnh hưởng. Cũng vì lý do đó, cứ vài năm các đơn vị theo dõi thời gian sẽ cộng thêm “giây nhuận” vào những hệ thống đo đạc thời gian, để chúng không sai lệch so với thời gian thực trên trái đất.

Nếu trái đất quay chậm hơn, ngày dài ra, sẽ tới lúc các nhà khoa học và các hệ thống đồng hồ nguyên tử phải thêm “giây nhuận âm” vào các hệ thống đồng hồ nguyên tử. Hậu quả của việc này đôi khi rất lớn. Lấy ví dụ hồi năm 2012, thêm giây nhuận vào hệ thống timing quốc tế đã khiến nhiều dịch vụ bị sập, ví dụ Reddit, Gawker và hãng hàng không Úc Qantas. Tương tự đến năm 2017, đơn vị CDN (content delivery network) Cloudflare cũng gặp sự cố y hệt với hệ thống DNS, sau khi hệ thống đếm thời gian họ dùng để vận hành hệ thống toàn cầu thêm một giây nhuận. Thêm giây nhuận âm thì những dòng code đo đếm thời gian của các dịch vụ trực tuyến cũng cần điều chỉnh lại trước, hệt như khi thêm giây nhuận.

Những ví dụ trên chứng minh trái đất quay nhanh hay chậm có thể ảnh hưởng nhiều hơn tới cuộc sống hàng ngày của con người hơn chúng ta tưởng.