Anthropogene Verlangsamung der Erdrotation: Rekordtempo seit dem Pliozän

Geophysikalische Untersuchungen von Experten der Universität Wien und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) haben eine beispiellose Verlangsamung der Erdrotation aufgedeckt, die direkt mit anthropogenen Klimafaktoren korreliert. Den im Fachmagazin Journal of Geophysical Research: Solid Earth veröffentlichten Daten zufolge nahm die Dauer eines Erdtages im Zeitraum von 2000 bis 2020 um durchschnittlich 1,33 Millisekunden pro Jahrhundert zu. Dieses Tempo der Entschleunigung gilt als das schnellste seit etwa 3,6 Millionen Jahren, was die Erde in die klimatischen Rahmenbedingungen des späten Pliozäns zurückversetzt.

Der primäre Mechanismus hinter dieser planetaren Bremswirkung ist die massive Umverteilung der globalen Masse, die durch das forcierte Abschmelzen der polaren Eiskappen und Gebirgsgletscher verursacht wird. Sobald das Eis, das sich nahe der Rotationsachse befindet, schmilzt, bewegt sich das freigesetzte Wasser in Richtung der Weltmeere und konzentriert sich verstärkt in der Äquatorregion. Dieser Vorgang ähnelt physikalisch einer Eiskunstläuferin, die ihre Arme während einer Pirouette nach außen streckt, wodurch sich das Trägheitsmoment des Planeten vergrößert und die Rotationsgeschwindigkeit sinkt.

Zur exakten Quantifizierung dieses Phänomens setzten die Wissenschaftler, darunter Professor Benedikt Soja von der ETH Zürich und der Forscher Mostafa Kiani Shahvandi von der Universität Wien, auf eine wegweisende Methodik. Sie rekonstruierten historische Schwankungen des Meeresspiegels durch die Untersuchung der chemischen Signatur fossiler Schalen benthischer Foraminiferen. Diese einzelligen Meeresbewohner dienen als wertvolle Proxydaten für das Paläoklima. Durch den Einsatz eines physikalisch informierten Diffusionsmodells (Physics-Informed Diffusion Model, PIDM) auf Basis von Deep Learning konnte die Entwicklung der Tageslänge über das gesamte Pleistozän und das späte Pliozän hinweg präzise modelliert werden.

Die Ergebnisse der Analyse zeigen auf, dass kein einziger Glazialzyklus der vergangenen 2,6 Millionen Jahre einen derart rasanten Anstieg der Tageslänge verzeichnete, wie er zu Beginn des 21. Jahrhunderts dokumentiert wurde. Professor Benedikt Soja hob hervor, dass die gegenwärtige Veränderungsrate in der geologischen Historie der letzten 3,6 Millionen Jahre absolut einzigartig ist. Darüber hinaus prognostizieren die Experten, dass der klimatische Einfluss auf die Erdrotation bis zum Ende des aktuellen Jahrhunderts die Bremskraft der lunaren Gezeitenreibung übertreffen könnte, welche diesen Prozess über Äonen hinweg maßgeblich bestimmt hat.

Obwohl eine Verlängerung des Tages um Bruchteile von Millisekunden für das menschliche Zeitgefühl vernachlässigbar scheint, resultieren daraus erhebliche technische Herausforderungen für moderne Hochpräzisionssysteme. Essenzielle Infrastrukturen wie die globale Satellitennavigation (GPS), astronomische Messungen sowie internationale Finanztransaktionsnetze benötigen eine exakte Synchronität zwischen Atomuhren und der tatsächlichen Erdrotation. Koordinatenfehler, die durch diese Verlangsamung entstehen, könnten die Integrität dieser fein abgestimmten Systeme gefährden. Während früher positive Schaltsekunden zur Korrektur genutzt wurden, deutet die aktuelle Dynamik darauf hin, dass möglicherweise bereits im Jahr 2026 die Einführung einer negativen Schaltsekunde notwendig wird. Die Studie verdeutlicht eindringlich, dass klimatische Veränderungen fundamentale physikalische Konstanten unseres Planeten beeinflussen und in der zukünftigen technologischen Planung berücksichtigt werden müssen.