24 Stunden
So beeinflusst der Klimawandel, wie lang ein Tag ist
- Aktualisiert: 28.03.2024
- 13:46 Uhr
- teleschau - Carmen Schnitzer
Ein Tag hat 24 Stunden. Doch diese Zahl ist nicht in Stein gemeißelt. Der Klimawandel könnte dafür sorgen, dass unsere Tage in Zukunft länger werden.
Lust auf mehr "Galileo"?
➡ Schau dir jetzt auf Joyn die neueste Folge an
Das Wichtigste in Kürze
Das Schmelzen der Polkappen verlagert Wassermassen, was die Erdrotation verlangsamt und die Dauer eines Tages beeinflusst.
Vor 70 Millionen Jahren dauerte ein Tag nur etwa 23,5 Stunden, was historische Schwankungen in der Erdrotation zeigen.
Der Klimawandel beeinflusst die Beschleunigungs-Faktoren der Erdrotation. Daher wird auch die Zeitmessung in Zukunft wahrscheinlich angepasst werden müssen.
Zeit-Folgen des Klimawandels
Wetter-Extreme, Artensterben und ein steigender Meeresspiegel: Dass der Klimawandel starke Auswirkungen auf das Leben auf der Erde hat, dürfte den meisten bekannt sein. Die wenigsten aber dürften "auf der Uhr" haben, dass er auch unser Zeit-System beeinflussen könnte.
Im Clip: Die Ursachen von Klimawandel
Schmelzende Polkappen verlangsamen die Erdrotation
Was bislang nur eine theoretische Überlegung war, wird nun durch wissenschaftliche Erkenntnisse untermauert. Laut einer im Fachmagazin "Nature" veröffentlichten Studie von Duncan Carr Agnew hat das Abschmelzen der kilometerdicken Polkappen Einfluss auf die Erdrotation. Die vorher dort gebundenen Wassermassen verlagern sich Richtung Äquator. Und mit dieser Verlagerung der Masse verändert sich auch die Drehgeschwindigkeit der Erde. Ein Effekt, der vom Kinderkarussell bekannt ist.
Bei den Dinosauriern waren die Tage kürzer
Grundsätzlich ist die Tatsache, dass sich die Geschwindigkeit der Erdrotation ändert, nichts Neues. Ob und wie stark sie das tut, hängt von verschiedenen Faktoren ab, die allesamt mit der Verlagerung von Masse zu tun haben: sich verschiebende Kontinentalplatten zum Beispiel, Eiszeiten, die für Erdkrusten-Hebungen und -Senkungen sorgten, oder die Richtung wechselnde Gezeitenströme. Vor etwa 70 Millionen Jahren war ein Tag etwa 23,5 Stunden lang und nicht wie heute 24 (beziehungsweise eigentlich 23 Stunden und 56 Minuten).
Klimawandel überlagert gegenteilige Effekte
Zuletzt war die Erde eigentlich sogar schneller geworden. Verantwortlich dafür waren unter anderem Bewegungen im flüssigen Erdkern, wie der Autor der Studie beschreibt. Aufgrund dieser Beschleunigung wurde erwogen, ab dem Jahr 2026 die seit 1972 geltende koordinierte Weltzeit (UTC) in der Messung der Weltzeituhren um eine "Schaltsekunde" zu verkürzen.
Das scheint aufgrund der aktuellen Erkenntnisse erst 2029 sinnvoll - oder vielleicht auch gar nicht. Schließlich schreitet die Erderwärmung weiter fort, wodurch sich auch die Erde weiter entschleunigen dürfte. Und zwar so stark, dass es die beschleunigenden Effekte mindestens aufheben, wenn nicht gar weiter überlagern könnte.
Zeitmessung unabhänig von Gestirnen
Derzeit debattieren die Hüter:innen der Weltzeit darüber, diese komplett vom Einfluss der Gestirne unabhängig zu machen. Denn: Physiker:innen haben schon lange eine neue Definition für die Sekunde eingeführt, die nicht mehr auf die Rotation der Erde zurückzuführen ist. Statt den 60. Teil einer Minute oder den 3.600. Teil einer Stunde zu betrachten, basiert die moderne Definition auf der 9.192.631.770-fachen Periodendauer einer bestimmten Schwingung, die in einem Cäsium-Atom mithilfe von Mikrowellen gemessen werden kann.
Die Präzision der Zeitmessung in der Physik übertrifft somit jede andere Größe. Dadurch sind wir nicht mehr auf Himmelsbeobachtungen für die Zeitmessung angewiesen, sondern können uns allein auf das Verständnis der Naturgesetze und der ingenieurtechnischen Fähigkeiten zur Zeitmessung verlassen.
Die berühmte Atomuhr in Braunschweig trägt den Namen "CS2" und erinnert ein wenig an ein Mini-U-Boot, das mit einem Prüfstand verbunden ist. Mit einer Genauigkeit von bis zu 14 Nachkommastellen gibt diese Maschine die Zeit an. Das bedeutet, dass sie erst nach drei Millionen Jahren Betrieb maximal eine Sekunde von der korrekten Zeit abweichen würde. In den 90er-Jahren galt sie als die präziseste Uhr weltweit, und bis heute läuft sie ohne größeren Wartungsaufwand. Im Inneren werden die Schwingungen von Cäsium-Atomen mithilfe von Mikrowellen gemessen, um das Maß der Sekunde abzuleiten.
Noch präziser ist die sogenannte Fontänen-Uhr. Dabei werden Cäsium-Atome auf Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt (das sind minus 273,15 Grad Celsius) gekühlt und dann ungefähr einen Meter in die Höhe geschleudert, ähnlich einer Wasserfontäne. Während ihres Fluges werden die Cäsium-Atome äußerst präzise vermessen. Die Fontäne befindet sich in einer großen zylinderförmigen Vakuumkammer. Unterhalb dieser Kammer werden Laserstrahlen von Spiegeln hin- und her reflektiert und von Linsen fokussiert.