Astronomie

Verlangsamt oder nimmt die Erdrotation zu?

Verlangsamt oder nimmt die Erdrotation zu?


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Habe kürzlich gelesen, dass sich die Erde schneller dreht als früher1. Bisher ist jedoch bekannt, dass sich die Erdrotation verlangsamt und der Mond sich von der Erde entfernt, um den Drehimpuls zu erhalten. Was wahr ist?

1siehe zum Beispiel Antworten und Kommentare unter Welche Auswirkungen hat der Klimawandel auf die Erdrotation? in Earth Science SE und dem Smithsonian-Artikel von 2015: Verändert die globale Erwärmung, wie schnell sich die Erde dreht?


Die Erdrotation verlangsamt sich, aber sie ist ein wenig unregelmäßig, weshalb Schaltsekunden nicht im Voraus vorhergesagt werden können. Negative Schaltsekunden sind vorgesehen, wurden aber noch nie verwendet.

Die aktuelle Liste der Schaltsekunden, die von der Internet Engineering Task Force (IETF) verwaltet wird, finden Sie unter https://www.ietf.org/timezones/data/leap-seconds.list

Die Entscheidung, eine Schaltsekunde einzufügen, wird vom International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) getroffen, der die Operationen koordiniert, die die tatsächlichen Erdrotationsdaten sammeln. Auf ihrer sehr umfangreichen Website gibt es eine Fülle von Informationen.

Messung der Unregelmäßigkeiten der Erdrotation

Die Variabilität des Erdrotationsvektors relativ zum Planetenkörper oder im Trägheitsraum wird durch das von Mond, Sonne und Planeten ausgeübte Gravitationsdrehmoment, Verschiebungen von Materie in verschiedenen Teilen des Planeten und andere Anregungsmechanismen verursacht. Die beobachteten Oszillationen können in Bezug auf Mantelelastizität, Erdabflachung, Struktur und Eigenschaften der Kern-Mantel-Grenze, Rheologie des Kerns, Grundwasser, ozeanische Variabilität und atmosphärische Variabilität auf Zeitskalen von Wetter oder Klima interpretiert werden. Das Verständnis der Kopplung zwischen den verschiedenen Schichten unseres Planeten ist ebenfalls ein zentraler Aspekt dieser Forschung.

Mehrere Techniken der Weltraumgeodäsie tragen zur permanenten Überwachung der Erdrotation durch das IERS bei. Bei all diesen Techniken sind die IERS-Anwendungen nur ein Teil ihres Beitrags zur Erforschung des Planeten Erde und des restlichen Universums.

Die Messungen der Erdrotation erfolgen in Form von Zeitreihen der sogenannten Earth Orientation Parameters (EOP). Die Weltzeit (UT1), die Polarbewegung und die Himmelsbewegung des Pols (Präzession/Nutation) werden von VLBI bestimmt. Die Satelliten-Geodäsie-Techniken GPS, SLR und DORIS bestimmen die Polarbewegung und die schnellen Variationen der Weltzeit.

Die im IERS verwendeten Satelliten-Geodäsie-Programme bieten Zugang zu den zeitlichen Veränderungen des Erdschwerefeldes, die die Entwicklung der Erdform sowie die Umverteilung der Massen auf dem Planeten widerspiegeln. Sie haben auch Veränderungen in der Lage des Erdschwerpunktes relativ zur Erdkruste festgestellt. Damit ist es möglich, globale Phänomene wie Massenumverteilungen in Atmosphäre, Ozeanen und fester Erde zu untersuchen.

Weltzeit und Polarbewegung sind täglich mit einer Genauigkeit von 0,5 mas [Milliarcsekunden] verfügbar, und Himmelspolbewegungen sind alle fünf bis sieben Tage mit der gleichen Genauigkeit verfügbar - diese Genauigkeitsschätzung umfasst sowohl Kurzzeit- als auch Langzeitrauschen. Auch untertägige Schwankungen der Weltzeit und der Polarbewegung werden auf Kampagnenbasis gemessen. Auch Daten aus der Vergangenheit, die teilweise bis ins 17. Jahrhundert zurückreichen, sind verfügbar.

EOP-Reihen werden vom IERS in Bulletins und als ständig aktualisierte Reihen (Langzeit-Erdorientierungsdaten) bereitgestellt.

Außerdem aus dem Wikipedia-Artikel zu DUT1:

die SI-Sekunde (wie sie jetzt für UTC verwendet wird) war bei der Übernahme bereits etwas kürzer als der aktuelle Wert der Sekunde der mittleren Sonnenzeit [a].

Selbst wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Erde vollkommen konstant wäre, bräuchten wir aufgrund der Größe der SI-Sekunde immer noch Schaltsekunden, um die UTC mit der mittleren Sonnenzeit synchron zu halten.


Der Astronom Steve Allen unterhält eine umfangreiche Website zu Schaltsekunden und verwandten Themen, zB der Geschichte der Zeitskalen.


Nein, die Erde wird nicht behalten Spinnen schneller, und hier ist Warum

Im Gegensatz zu den meisten Dingen im Jahr 2020 war die Rotation des Planeten relativ stabil.

Wir haben es kaum ins Jahr 2021 geschafft, und es gibt bereits Behauptungen, dass die nächsten 365 Tage "vergehen" werden, weil sich die Erde schneller dreht als üblich.

Diese Woche wurde eine Reihe von Artikeln veröffentlicht, die vor kürzeren Tagen und einem untypischen Verhalten unseres Planeten warnten.

Allerdings beschleunigt und verlangsamt sich die Erde während ihrer Rotation um ihre Achse periodisch.

Während die Erde in den letzten Jahren etwas schneller war, sagen Wissenschaftler, dass es für unseren Heimatplaneten normal ist.


Die Erdrotation ändert ihre Geschwindigkeit: Müssen wir uns Sorgen machen?

Wir definieren einen Tag als 86.400 Sekunden oder 24 Stunden – die Zeit, die die Erde braucht, um sich einmal zu drehen. Die Erde dreht sich jedoch nicht perfekt gleichmäßig. Normalerweise verlangsamt sich die Erdrotation tatsächlich, sodass die Tageslänge im Durchschnitt um etwa 1,8 Millisekunden pro Jahrhundert zunimmt. Das bedeutet, dass vor 600 Millionen Jahren ein Tag nur 21 Stunden dauerte.

Die Variation der Tageslänge ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen, darunter die Gezeitenwirkungen von Mond und Sonne, die Kern-Mantel-Kopplung innerhalb der Erde und die Gesamtmassenverteilung auf dem Planeten. Auch seismische Aktivität, Vergletscherung, das Wetter, die Ozeane und das Erdmagnetfeld können die Tageslänge beeinflussen.

Im Jahr 2020 machten Wissenschaftler eine überraschende Entdeckung. Sie fanden heraus, dass sich die Erde, anstatt sich zu verlangsamen, schneller zu drehen begann. Es dreht sich jetzt schneller als je zuvor in den letzten 50 Jahren. Tatsächlich ereigneten sich die kürzesten 28 Tage seit Aufzeichnung alle im Jahr 2020.

Bis jetzt sind sich die Wissenschaftler nicht ganz sicher, was diese Zunahme der Erdrotationsrate verursacht, aber einige haben vorgeschlagen, dass dies auf das Schmelzen der Gletscher im 20. Jahrhundert oder die Ansammlung großer Wassermengen in den Reservoirs der nördlichen Hemisphäre zurückzuführen sein könnte. Experten sagen jedoch voraus, dass diese Geschwindigkeitsüberschreitung
up ist ein vorübergehender Effekt und die Erde wird sich in Zukunft wieder verlangsamen.

Aber sollten wir uns im Moment Sorgen machen? Auch wenn es keine Auswirkungen auf unser tägliches Leben haben wird, könnte dies schwerwiegende Auswirkungen auf Technologien wie GPS-Satelliten, Smartphones, Computer und Kommunikationsnetze haben, die alle auf äußerst genaue Zeitsysteme angewiesen sind. Aber solche Probleme sind letztendlich überwindbar, vielleicht indem man einfach eine Schaltsekunde abzieht, anstatt eine hinzuzufügen.

Also nein, wir sollten uns keine Sorgen machen – es sei denn, die Verkürzung des Tages ist auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen.


Verlangsamung der täglichen Erdrotation

Bei der Analyse alter chinesischer Berichte über Sonnenfinsternisse, die bis zu fast 4.000 Jahre alt sind, haben die Forscher des Jet Propulsion Laboratory bis auf wenige Tausendstelsekunden die Geschwindigkeit bestimmt, mit der sich die tägliche Rotation der Erde allmählich verlangsamt.

Bei der Analyse alter chinesischer Berichte über Sonnenfinsternisse, die bis zu fast 4.000 Jahre alt sind, haben die Forscher des Jet Propulsion Laboratory bis auf wenige Tausendstelsekunden die Geschwindigkeit bestimmt, mit der sich die tägliche Rotation der Erde allmählich verlangsamt.

Ihre Ergebnisse – aus der Untersuchung chinesischer Berichte über Finsternisse in den Jahren 532 n. Chr., 899 v. Chr. und 1876 v. -- eng mit früheren Studien überein.

Sie zeigten, dass die Zeitspanne jedes Tages 532 n. Chr. um etwa 22/1.000stel Sekunde und 899 v.Chr. 42/1.000stel Sekunde kürzer war. und 70/1.000. Sekunde im Jahr 1876 v.

Die Studie, die in der britischen Zeitschrift Vistas in Astronomy veröffentlicht werden soll, wurde von dem JPL-Astronomen Kevin D. Pang, Kevin Yau von der University of Durham, England, Hung-hsiang Chou von der UCLA und Robert Wolff, ehemaliger JPL-Mitarbeiter jetzt mit Apple Computer Inc.

Zuvor hatten andere Astronomen Berichte über Sonnenfinsternisse aus arabischen und babylonischen Quellen auf historische Beweise für die allmähliche Verlangsamung der Erdrotation analysiert.

Der älteste dieser analysierten Sonnenfinsternis-Berichte im Nahen Osten datiert auf etwa 700 v. Wichtige Lücken in den arabischen und babylonischen Aufzeichnungen traten im Mittelalter auf.

Dr. Pang und seine Kollegen wandten sich einer beeindruckenden 1,2-Millionen-Wörter-Sammlung alter chinesischer astronomischer Aufzeichnungen zu, die derzeit für die Veröffentlichung durch das Pekinger Observatorium vorbereitet wird.

Der chinesische Text enthält Aufzeichnungen von Tausenden von Finsternisse, die fast ununterbrochen bis ins 19. Jahrhundert v. Chr. zurückreichen.

Damit eine Sonnenfinsternis-Aufzeichnung nützlich sein kann, muss der Zeitpunkt der Sonnenfinsternis genau bekannt sein, sagte Pang.

Da in alten Berichten im Allgemeinen keine Tageszeit angegeben ist, erklärten Pang, dass er und seine Kollegen sich auf Sonnenfinsternisse bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang beschränkten. Der Zeitpunkt von Sonnenauf- oder -untergang kann rückwirkend berechnet werden.

Eine der Finsternisse, auf die sie sich konzentrierten, fand am 13. November des Jahres 532 n. Chr. statt, als China in separate nördliche und südliche Königreiche aufgeteilt wurde. Aus historischen Aufzeichnungen geht hervor, dass der Sonnenaufgang während der Sonnenfinsternis stattfand, wie sie von Loyang, der Hauptstadt des damaligen nördlichen Königreichs Wei, beobachtet wurde.

Eine zweite von dem Team untersuchte Sonnenfinsternis ereignete sich am 21. April 899 v. Chr., als historische Berichte berichten, dass der Tag in der inzwischen verschwundenen Stadt Zheng "zweimal dämmerte". Ein sehr ähnlicher "doppelter Sonnenaufgang" wird am 22. Juli 1990 über Helsinki, Finnland, stattfinden.

Schließlich waren die Forscher in der Lage, ihre Analyse um 1.000 Jahre zurück zu verlängern – weit älter als jede andere Sonnenfinsternis-Studie –, indem sie Aufzeichnungen der Sonnenfinsternis vom 16. Oktober 1876 v. Chr. untersuchten, so ein anderer kürzlich veröffentlichter Bericht von Pang im Journal of Hydrology.

Es wird erwartet, dass die fortgesetzte Analyse solcher alten Sonnenfinsternisaufzeichnungen unser Verständnis der Geschichte der Erdrotation verfeinert, sagte Pang.

Die JPL-Forschung wird vom Office of Space Science and Applications der NASA finanziert.


Die Rotation der Erde verlangsamt sich. Aber mehr Erdbeben? Das ist eine Hypothese, keine Tatsache

Ein Riss im Boden, verursacht durch ein Erdbeben in Japan. Wenn diese neue Idee richtig ist, sollte 2018 . [+] bis zu 30 Erdbeben der Stärke 7,0 oder höher.

Wikimedia Commons-Benutzer Katorisi,

Eine neue Geschichte, die auf einem faszinierenden wissenschaftlichen Artikel basiert, macht Schlagzeilen in den Nachrichten: Die Verlangsamung der Erdrotation kann synchronisierte Erdbeben verursachen. Darüber hinaus, da die Erdrotation genau diese Art von Verlangsamung erlebt hat, könnten wir genau nächstes Jahr mit genau diesem Anstieg der Erdbeben rechnen. Während die Berichterstattung in den Medien wie immer atemlos ist, gibt es eine Reihe nüchternerer Ansichten, die besagen, dass wir nächstes Jahr vielleicht doch keine weiteren Erdbeben mehr haben werden. Das Wichtigste zum Mitnehmen ist:

  • wir hatten im letzten Jahrhundert Perioden, in denen eine größere Anzahl stärkerer Erdbeben aufgetreten ist,
  • Es besteht ein Zusammenhang zwischen diesen Perioden und der Verlangsamung der Erdrotation,
  • und wir haben eine weitere Phase der Verlangsamung der Rotation durchgemacht.

Wird es nächstes Jahr mehr Erdbeben geben? Und wenn ja, warum? Schauen wir uns die Wissenschaft an, um das herauszufinden.

Die Schichten des Erdinneren sind dank Seismologie und anderen gut definiert und verstanden. [+] geophysikalische Beobachtungen. Aber wie sich die Veränderungen im Erdinneren auf unsere Oberfläche auswirken, ist noch nicht vollständig verstanden.

Wikimedia Commons-Benutzer Surachit

Wir stellen uns die Erde als einen kugelförmigen Planeten vor, der sich mit der Zeit nicht verändert, aber das stimmt nicht ganz. Innerhalb unseres Planeten haben wir mehrere Schichten: die Kruste, den Mantel, den (flüssigen) äußeren Kern und den (festen) inneren Kern. Der innere Kern war nicht immer da, sondern hat sich geologisch gesehen vor relativ kurzer Zeit gebildet, vor 1 bis 1,5 Milliarden Jahren, als die Erde abgekühlt ist. Tief im Inneren des inneren Kerns passieren im Laufe der Zeit drei große Veränderungen.

  1. Langlebige radioaktive Elemente wie Uran und Thorium zerfallen unter Freisetzung großer Energiemengen in Form von Wärme.
  2. Es tritt eine Gravitationskontraktion auf, die dazu führt, dass der Kern Energie freisetzt und sich langsam in eine stabilere, dichtere Konfiguration verwandelt.
  3. Und der äußere Kern an der Grenze des inneren Kerns erstarrt im Laufe der Zeit langsam, wobei wir erwarten, dass sich mit der Zeit kleine, "gefrorene" Sedimente am Rand des inneren Kerns bilden.

Mit anderen Worten, der innere Kern wächst, wird dichter und stabiler und verändert seine Anordnung.

Eine Darstellung des Erdinneren, die die Bewegung des geschmolzenen Gesteins zeigt, aus dem der Erdmantel besteht.

Diese kleinen Effekte summieren sich zu einer großen Veränderung auf der Erde! Eine Erhöhung der Dichte des Kerns, insbesondere während Umlagerungsereignissen, bringt mehr Masse der Erde näher zum Zentrum. Außerhalb des inneren Kerns dreht sich der flüssige, metallische äußere Kern herum und erzeugt das Erdmagnetfeld. Wenn der äußere Kern schrumpft und der innere Kern wächst, treten kleine, aber erhebliche Veränderungen im Erdmagnetfeld auf, die sich schließlich zum Mantel und dann zur Kruste ausbreiten. Wenn die Spannungen im Mantel und in der Kruste wachsen und wachsen, brechen sie schließlich, was eine planetenweite Massenumlagerung, ein Erdbeben und einen kurzen Anstieg der Erdrotationsgeschwindigkeit verursacht.

Gezeitenrhythmen, wie die hier gezeigte Touchet-Formation, können uns erlauben, die Geschwindigkeit zu bestimmen. [+] der Erdrotation lag in der Vergangenheit. Zur Zeit der Dinosaurier war unser Tag nur 22,5 Stunden, nicht 24.

Wikimedia Commons-Benutzer Williamborg

Unter normalen Umständen sind die Veränderungen im Kern gering, und obwohl sich die Erdrotation im Laufe der Zeit ändert, sind es die Auswirkungen des Magnetfelds, die bei Oberflächenbeben wichtiger sind. Die Erde hat viele Schichten, und interne Veränderungen brauchen viel Zeit, um sich an die Oberfläche auszubreiten. Wenn im inneren Kern innere Neuordnungen stattgefunden haben, die Magnetfeldänderungen im äußeren Kern verursacht haben, ist es dann vernünftig zu erwarten, dass wir einige Jahre später hier auf unserer Kruste eine Reihe starker Erdbeben erleben werden?

Wenn wir untersuchen, wann die stärksten Erdbeben von allen zugeschlagen haben, scheint es kein Muster zu geben, es ist im Wesentlichen zufällig. Aber wenn man sich anschaut, wie oft ziemlich starke Erdbeben – sagen wir, Magnitude 7,0 oder höher – aufgetreten sind, bekommt man normalerweise zwischen 15 und 20 von ihnen in einem bestimmten Jahr. Einige Jahre sind jedoch deutlich schlechter als der Durchschnitt, mit etwa 10 zusätzlichen starken Erdbeben über dem Durchschnitt. Wenn man sich die überdurchschnittlichen Jahre ansieht, scheinen sie periodisch zu sein: alle 32 Jahre oder so. Wie der Geologe Trevor Nace bemerkte:

Das Team war über die Ursache dieser Zyklizität der Erdbebenrate verwirrt. Sie verglichen es mit einer Reihe globaler historischer Datensätze und fanden nur einen, der eine starke Korrelation mit der Zunahme von Erdbeben aufwies. Diese Korrelation war mit der Verlangsamung der Erdrotation verbunden. Insbesondere stellte das Team fest, dass sich die Erdrotation etwa alle 25-30 Jahre verlangsamte und diese Verlangsamung kurz vor dem Anstieg der Erdbeben stattfand. Die Verlangsamung der Rotation dauerte historisch gesehen 5 Jahre an, wobei das letzte Jahr eine Zunahme von Erdbeben auslöste.

Ein Bild vom 15. November 2017 zeigt das Dorf Kouik in der Nähe von Sarpol-e Zahab, zwei Tage nach einem . [+] Erdbeben der Stärke 7,3 erschütterte die westliche iranische Provinz Kermanshah nahe der Grenze zum Irak. Wenn diese neue Theorie richtig ist, können wir 2018 viele Beben der Stärke 7,0+ erwarten. Bildnachweis: ATTA KENARE/AFP/Getty Images.

Diese Verlangsamung wurde 2014, 2015, 2016 und jetzt 2017 beobachtet. Wenn 2018 das fünfte Jahr der Verlangsamung ist, und Wenn dieses Muster zutrifft, erwarten wir, dass 2018 ein Jahr voller bedeutender Erdbeben wird. Wenn diese Hypothese richtig ist, würde dies einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der Geologie und Geophysik bedeuten, da uns die Fähigkeit, Erdbeben auf irgendeine wichtige Weise vorherzusagen, lange Zeit entzogen hat.

Es gibt jedoch viele Gründe, skeptisch zu sein. Der Zusammenhang zwischen den Änderungen des Magnetfelds und der periodischen Verlangsamung der Erde scheint korrelativ zu sein, aber es wurde kein kausaler Zusammenhang hergestellt. Wir sind nicht sicher, ob dieser Mechanismus real ist. Wir hatten seit 1900 auch nur ungefähr vier Jahre Zeit, in denen dieser Überschuss an Erdbeben gezeigt wurde, und um vorherzusagen, dass 2018 das fünfte sein wird, bedarf es eines ziemlich großen Vertrauensvorschusses. Schließlich hat 2017 nur ausgestellt Sieben Erdbeben der Stärke 7,0 oder höher: deutlich unter dem Durchschnitt von 15-20. Die statistischen Schwankungen sind groß, und selbst wenn wir nächstes Jahr 25-30 Erdbeben bekommen, bedeutet dies nicht unbedingt, dass die Verlangsamung der Erdrotation dies verursacht hat.

Eine Karte, die die Orte von Erdbeben über Magnitude 6 in den letzten 100 Jahren zeigt.

Über lange genug Zeit ist der Mond der einzige dominante Faktor bei der Verlangsamung der sich drehenden Erde, da unser 24-Stunden-Tag relativ neu ist und nicht ewig bestehen wird. Aber Tatsache bleibt, dass wir Jahre haben, die für Erdbeben gefährlicher sind als andere, und wir haben weder eine gute Erklärung dafür noch einen guten Weg, um vorherzusagen, wann diese Jahre eintreten werden. Wenn diese neue Studie richtig ist, haben wir nicht nur einen großen Sprung in Richtung auf beides gemacht, sondern wir werden in nur 12 Monaten einige substanzielle Beweise haben, die diese Theorie stützen. Es ist eine ungeheuer aufregende Zeit für die Wissenschaft.


NASA-Bombe: Die Erdrotation verlangsamt sich – und es könnte zu schweren Erdbeben kommen

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Neuseeland: Geologe warnt davor, sich auf „riesiges“ Erdbeben vorzubereiten

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Die Erdrotation verlangsamt sich, da unser Planet Energie verbraucht, um die Gezeitenwölbung vor der Mondbahn zu halten. Die Schwerkraft des Mondes hält die Rotation der Erde in Schach, und dazu muss die Umlaufbahn des Mondsatelliten etwas vor der Erde liegen. Während der Mond versucht, die Rotation der Erde zu regulieren und zu verlangsamen, bewegt sich der Mond langsam weg.

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Laut Matthew Funke, Sonnensystem-Botschafter des Jet Propulsion Laboratory der NASA, der auf der Q+A-Website Quora schrieb: &bdquoDie Schwerkraft des Mondes erzeugt eine Gezeitenwölbung auf der Erde. Diese Ausbuchtung versucht, sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Rest des Planeten zu drehen.

&bdquoWenn er sich &lsquovor&rsquo des Mondes bewegt, versucht der Mond, ihn zurückzuziehen. Dies verlangsamt die Rotation der Erde.

&bdquoEine der Regeln des Universums lautet, dass &lsquoDrehimpuls&rsquo überall hingehen kann &ndash, selbst wenn einzelne Teile beschleunigen, verlangsamen oder die Richtung ändern, die Summe des Drehimpulses kann sich nicht ändern.

&bdquoDie Erde verliert Drehimpuls, wenn der Mond sie verlangsamt, also muss der Mond ihn gewinnen &ndash und tut es, indem er sich in seiner Umlaufbahn weiter wegbewegt.

NASA-Bombe: Die Rotation der Erde verlangsamt sich – und es könnte zu schweren Erdbeben kommen (Bild: GETTY)

&bdquoDer Mond entfernt sich derzeit pro Jahr etwa anderthalb Zoll von der Erde.&bdquo

Dies könnte zu schweren Erdbeben auf der ganzen Linie führen.

Ein langsamer rotierender Globus führt zu stärkeren und häufigeren Erdbeben. Warum genau das so ist, ist unklar, aber Experten glauben, dass es an Veränderungen im Erdkern liegen könnte, die sich letztendlich auf die Oberfläche auswirken.

Untersuchungen von Roger Bilham von der University of Colorado in Boulder und Rebecca Bendick von der University of Montana in Missoula untersuchten Erdbeben mit einer Stärke von mehr als sieben seit 1900.

Der Mond driftet von der Erde weg (Bild: GETTY)

Das Duo fand fünf Jahre seit der Wende zum 20. Jahrhundert, in denen es deutlich mehr Erdbeben der Stärke 7,0 und mehr gab &ndash alle Jahre waren, in denen sich die Rotationsgeschwindigkeit der Erde leicht verlangsamt hatte.

Prof. Bilham sagte: &bdquoIn diesen Zeiträumen gab es zwischen 25 und 30 starke Erdbeben pro Jahr.

&bdquoDie übrige Zeit lag die durchschnittliche Zahl bei etwa 15 schweren Erdbeben pro Jahr.

&bdquoDie Korrelation zwischen Erdrotation und Erdbebenaktivität ist stark“ (Bild: GETTY)

&bdquoDie Korrelation zwischen der Erdrotation und der Erdbebenaktivität ist stark und deutet darauf hin, dass die Zahl intensiver Erdbeben zunehmen wird.&ldquoquo

Dies wird jedoch in Milliarden von Jahren nicht erwartet, so der Physiker Paul Walorski, der im Physikforum PhysLink erklärte: &bdquoDie Verlangsamung der Erdrotation führt zu einem längeren Tag und einem längeren Monat.

&bdquoDies wird prognostiziert, wenn der Tag und der Monat jeweils etwa 47 (aktuelle) Tage entsprechen, Milliarden von Jahren in der Zukunft.&ldquo


Verlangsamt oder nimmt die Erdrotation zu - Astronomie

Wann entstand der Mond und wie schnell drehte sich die Erde damals?

In einer früheren Antwort sagten Sie: "Die Rotation der Erde verlangsamt sich deswegen [der Mond zieht sich bei seiner Gezeitenwölbung zurück]. In hundert Jahren wird der Tag 2 Millisekunden länger sein als jetzt."

Ich habe Zahlen für die Entstehung des Mondes vor 4 bis 4,6 Milliarden Jahren gesehen. Bei der oben angegebenen Geschwindigkeit hätte sich die Erde im ersten Fall alle paar Stunden umgedreht oder im letzteren Fall tatsächlich RÜCKWÄRTS gedreht. Ich verstehe, dass die Rate definitiv nicht konstant ist, aber würde der Mond nicht stärker ziehen und somit den Tag schneller verlängern, wenn er näher wäre, was das Problem noch verschlimmert?

Alles, was Sie gesagt haben, ist ganz richtig! Das fehlende Puzzleteil liegt im Detail, wie der Mond über die Gezeiten mit der Erde interagiert.

Der Mond verursacht eine kleine Verzerrung der Erdform, aber wie jeder weiß, sind die Gezeiten auf dem Ozean die Hauptwirkung. Die Gravitation des Mondes zieht tatsächlich am stärksten auf die Gezeitenwölbung, die auf den Ozeanen entsteht.

Und es dauert ungefähr 12 Stunden, bis eine große Welle über den Pazifischen Ozean und zurück schwappt – gerade rechtzeitig, damit ihre Höhe durch die nächste Flut verstärkt wird. Aufgrund der Größe des Pazifischen Beckens ist der Mond also derzeit sehr effektiv bei der Verlangsamung der Erdrotation. Die Größe des Ozeans ändert sich jedoch aufgrund der Kontinentaldrift, sodass die Gezeitenreibung in der Vergangenheit, obwohl der Mond näher war, ein viel schwächerer Effekt war. Leider ist es sehr schwierig, genau zu messen oder zu berechnen, wie sich die Positionen der Kontinente im Laufe der Zeit mit der Genauigkeit geändert haben, die erforderlich ist, um den Effekt auf die Gezeiten zu berechnen, und wir haben nur wenige Möglichkeiten, die Rotation der Erde zu messen zu verschiedenen Zeiten in seiner Geschichte, daher haben wir keine vollständige Geschichte der Interaktion von Erde und Mond, und wir sind uns nicht sicher, wie weit der Mond bei seiner ersten Entstehung von der Erde entfernt war oder wie schnell sich die Erde drehte zu jener Zeit.

Diese Seite wurde zuletzt am 18. Juli 2015 aktualisiert.

Über den Autor

Britt Scharringhausen

Britt studiert die Ringe des Saturn. Sie promovierte 2006 an Cornell und ist heute Professorin am Beloit College in Wisconson.


Könnte sich die Erdrotation wirklich verlangsamen, wie es im neuen Roman der Fall ist? Das Zeitalter der Wunder?

Im Das Zeitalter der Wunder, In Karen Thompson Walkers neu erschienenem Debütroman hat die Erde offenbar nicht das gleiche Memo erhalten wie die meisten ihrer Bürger: Anstatt sich schneller als je zuvor zu bewegen, beginnt sich die Rotation des Planeten zu verlangsamen.

Zunächst wachsen die Tage um etwa 56 Minuten. Schließlich dauert jede Rotation länger als 48 Stunden. Der Roman untersucht die wissenschaftlichen und ökologischen Auswirkungen der „Verlangsamung“, während er sich hauptsächlich auf Veränderungen in der Gesellschaft, in den Beziehungen und der Menschheit selbst konzentriert.

Walker beschreibt die Verlängerung der Tage so realistisch – professionelle Baseballspiele werden durch die Veränderungen der Schwerkraft vereitelt, die Landwirtschaft muss auf künstliches Licht angewiesen sein –, dass ich mich fragte, wie fantastisch die Prämisse wirklich ist. Könnte das tatsächlich passieren?

Die Antwort ist ja. So in etwa.

Tatsächlich verlangsamt sich die Erdrotation. Aber nicht in einer Geschwindigkeit, die irgendjemand bemerken würde – es sei denn, es gibt in 150 Millionen Jahren zufällig eine.

Eine Reihe von Kräften bewirken die Verlangsamung der Erdrotation, aber die stärkste ist die Gezeitenreibung, die auf die Schwerkraft des Mondes zurückzuführen ist. Die dem Mond am nächsten liegende Seite der Erde spürt ihre Anziehungskraft am stärksten, der Erdmittelpunkt – der Punkt, von dem aus die Schwerkraft gemessen wird – ist im Wesentlichen neutral und die am weitesten vom Mond entfernte Seite spürt ihre Schwerkraft weniger. Dieser Unterschied in der Anziehungskraft dehnt die Erde aus, was Gezeiten und Gezeitenwölbungen verursacht.

Aufgrund ihrer Masse – und damit der Schwerkraft – ziehen diese Ausbuchtungen den Mond pro Jahr um etwa vier Zentimeter nach vorne oder von der Erde weg. Aber so wie diese Ausbuchtungen auf den Mond eine Kraft ausüben, übt der Mond die entgegengesetzte Kraft auf sie aus, zieht sie zurück, erzeugt Reibung und verlangsamt die Rotation des Planeten.

Unter Verwendung von Sonnenfinsternis-Daten aus dem Jahr 2000 v. Chr. schätzen Wissenschaftler, dass sich die Erdrotation um etwa 1,7 Millisekunden pro Sonnentag und Jahrhundert verlangsamt. Mit anderen Worten, der Tag der Erde ist in den letzten 4.000 Jahren um etwa 0,07 Sekunden gewachsen.

Hier kommt die Atomuhr ins Spiel. Sie misst die Zeit anhand von Atomschwingungen und nicht anhand der Erdrotation, was unsere Uhren tun. Die Erde dreht sich derzeit alle 86.400,002 Sekunden – und die 0,002 bedeutet, dass unsere Uhren gegenüber der Atomuhr Zeit verlieren. (Ähnlich stimmt die „Uhr“-Zeit im Roman nicht mit der „echten“ Zeit überein, da die Tage immer länger werden.) Aus diesem Grund fügen Wissenschaftler unserer Standardzeit regelmäßig Schaltsekunden hinzu. (Die BBC hat eine großartige, kurze Videoerklärung.)

Die Verlangsamung der Erdrotation ist unregelmäßig: Von 1999 bis 2005 gab es keine Schaltsekunden, seitdem sind es zwei, eine weitere ist für Ende dieses Monats (Juni 2012) geplant. Ohne Schaltsekunden hätten wir in etwa 140 Millionen Jahren einen 25-Stunden-Tag.

Wenn die Erde noch rund Milliarden Jahre in der Zukunft liegt, würde die Gezeitenreibung eliminiert, wenn sich die Gezeitenwülste genau zwischen Erdmittelpunkt und Mondmittelpunkt ausrichten und die Erde so „verriegeln“. Eine Erdumdrehung würde einer Umdrehung des Mondes um die Erde entsprechen, ein Monat würde einem Tag entsprechen (ca. 47 Tage lang). Die meisten Wissenschaftler glauben jedoch, dass die Sonnenstrahlung lange bevor dies geschieht, die Ozeane verdampfen wird (in etwa 2,1 Milliarden Jahren) und dass die Entwicklung der Sonne zu einem Roten Riesen die Erde zerstören wird (in etwa 4,5 Milliarden Jahren).

Kräfte, die die Erdrotation sporadisch beschleunigen, verursachen die Unregelmäßigkeiten in ihrer Rotationsverzögerung. Schnelle Gezeitenschwankungen verändern die Wasserverteilung auf der Erde, was das Trägheitsmoment des Planeten oder die Trägheit seiner Rotation verringern kann. Ein häufiges Beispiel für ein Trägheitsmoment ist eine Eiskunstläuferin, die ihre Arme fest in ihren Körper zieht, um sich schneller zu drehen. Wenn das Trägheitsmoment abnimmt, erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit der Erde. Der postglaziale Rebound, ein Phänomen, das auftritt, wenn Land, das zuvor unter riesigen Eisschilden gehalten wurde, aufzusteigen beginnt, verringert auch das Trägheitsmoment der Erde. In ähnlicher Weise bewegt sich die Masse der Erde mit dem Verschwinden der polaren Eismassen näher an ihre Achse, wodurch die Erde elliptischer wird und ihre Rotationsgeschwindigkeit erhöht wird. Auch Naturkatastrophen können die Erdrotation beschleunigen. Die Erdbeben, die Japan 2011 und Chile 2010 trafen, haben beispielsweise wahrscheinlich genug Masse verdrängt, um das Trägheitsmoment der Erde zu ändern (Wissenschaftler verfeinern ihre Berechnungen noch). Diese Beschleunigungskräfte wirken zwar der Rotationsverzögerung der Erde entgegen, sind aber nicht stark genug, um sie auszugleichen.*

Im Das Zeitalter der Wunder, spekulieren viele Charaktere, dass die „Verlangsamung“ mit dem Klimawandel und anderen Umweltzerstörung zusammenhängt. Aber während sich die Erdrotation tatsächlich verlangsamt und schwankt, könnte nur ein Aufprall mit einem anderen Planeten, Mond oder massiven Asteroiden die im Buch beschriebene Verwüstung anrichten. Wir sind also vorerst in Sicherheit.

Obwohl ich sagen muss, ein 25-Stunden-Tag klingt manchmal ganz gut.

*28. Juni 2012: Dieser Beitrag wurde aktualisiert, um die Erklärung des postglazialen Rebounds zu verdeutlichen.

Joelle Renstrom lebt in Boston, wo sie lehrt und schreibt über alles Geeky. Ihr Blog, Could This Happen?, untersucht die Beziehung zwischen Science und Science Fiction.


Wie verlangsamt sich die Erdrotation im Laufe der Zeit?

Was genau macht der Mond überhaupt mit der Erdrotation?

Wird es irgendwann in Milliarden und Abermilliarden von Jahren eine Zeit geben, in der die Erde infolgedessen vollständig aufhört, sich zu drehen?

Der Effekt ist als Gezeitenbeschleunigung bekannt und bewirkt eine allmähliche Rezession eines Satelliten in einer prograden Umlaufbahn weg von seinem Primärkreis und eine entsprechende Verlangsamung der Primärrotation.

Die Masse des Mondes ist ausreichend groß und nahe genug, um die Gezeiten in der Masse der Erde zu erhöhen – hauptsächlich in Form von Ausbuchtungen von Ozeanwasser an den Seiten der Erde, die der aktuellen Position des Mondes zugewandt und entgegengesetzt sind.

Aufgrund der Erdrotation ist die mittlere Position der mondnächsten Ausbuchtung vor (östlich) der Erd-Mond-Mittellinie versetzt, etwas vor dem Mond in seiner Umlaufrichtung. Die Anziehungskraft dieser Gezeitenwölbung übt daher ein Drehmoment zwischen Erde und Mond aus und überträgt Energie und Drehimpuls von der Erdrotation auf die Umlaufbewegung des Mondes. Der größte Teil der von der Erde verlorenen Energie wird durch Reibungsverluste in den Ozeanen und deren Wechselwirkung mit der festen Erde in Wärme umgewandelt. Was übrig bleibt, kurbelt den Mond in seiner Umlaufbahn an und verlangsamt die Erdrotation, so dass der gesamte Drehimpuls im System erhalten bleibt.

Es bleibt dem Erde-Mond-System nicht genügend Zeit, um jemals in einen gegenseitigen Gezeitenblock einzutreten.

Wenn sich der Mond zurückzieht, werden seine Gezeitenwirkungen schwächer.

Wenn sich die Sonne entwickelt, nimmt ihre Leuchtkraft zu. Dies wird wahrscheinlich innerhalb von 1-2 Milliarden Jahren zu einer Verdunstung der Ozeane führen. Ohne die Ozeane sind die Gezeitenwirkungen viel schwächer.

Das Erde-Mond-System wird wahrscheinlich vollständig zerstört werden, wenn die Sonne in mehr als 5 Milliarden Jahren zu einem Roten Riesen wird – zu früh, als dass die Rotation der Erde mit dem Mond verbunden wäre.


Finsternisse zeigen, dass die Erde langsamer wird

In diesem Artikel geht es darum, wie sich die Drehung der Erde tatsächlich verlangsamt. Astronomen konnten die Erdrotation verfolgen, indem sie Hinweise auf Finsternisse aus dem Jahr 720 v. u. Z. untersuchten. Bei der Verfolgung von Finsternisse wurde festgestellt, dass bestimmte Daten nicht mit historischen Aufzeichnungen übereinstimmen, von denen aus die Sonnenfinsternis an Orten wie dem antiken Griechenland, China und dem Nahen Osten hätte sichtbar sein sollen. Es wurde festgestellt, dass sich die Erdrotation in den letzten 2740 Jahren um 6 Stunden verlangsamt hat, was einer Verlängerung eines Erdtages um etwa 1,78 Millisekunden entspricht. In einer jahrzehntelangen Studie wurden auch kleinere Störungen im Spin der Erde gefunden, die auf Verschiebungen zwischen dem flüssigen äußeren Erdkern und dem ihn bedeckenden Mantel zurückzuführen waren.

Dies hängt mit unserem konzeptionellen Ziel zusammen, da dies mit der Rotation der Erde zusammenhängt. Was wir über die Position und Bewegung der Erde gelernt haben, ist, dass die Sterne und die Sonne sich um das Sichtfeld eines Beobachters zu bewegen scheinen, weil sich die Erde um ihre Achse dreht und die Himmelsobjekte sich über unseren Himmel bewegen lässt. Wenn sich die Erde verlangsamt, hängt das davon ab, wie lange es dauert, bis sich die Sonne über den Himmel bewegt. Es könnte möglich sein, dass die Erde über viele tausend Jahre irgendwann längere Tage hat, weil die Sonne so lange braucht, um über den Horizont aufzusteigen und wieder unter den Horizont zu sinken, da sich die Erde langsamer dreht.

I thought that the article was fairly interesting. I didn’t know that it was possible to track the Earth’s rotation by looking at the history of eclipses. That it amazing to me. I think it is interesting to consider that Earth is slowing. It makes me wonder if Earth would eventually get to a 25 hour long day because of how much it slows down. It is worrying at the same time though, because it makes me wonder if the Earth will ever slow down so much that it stops retaining the ability to harbor life on its surface. Now that I know how celestial bodies move across the sky I will have a better appreciation for the stars and their positions when I look at the night sky. I will be able to track constellations across the night sky now.


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Bemerkungen:

  1. Cabe

    Es ist die ausgezeichnete Option

  2. Ronaldo

    Danke, es war interessant zu lesen.

  3. Goltill

    Kreativ!

  4. Stillmann

    Es ist bemerkenswert, ziemlich wertvolle Idee



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