人類活動による地球自転の減速：鮮新世以来の記録的なペースを観測

ウィーン大学とチューリッヒ工科大学（ETH Zurich）の研究チームによる最新の地球物理学的調査により、人類の活動に起因する気候変動が地球の自転速度をかつてないほど減速させていることが明らかになりました。学術誌『Journal of Geophysical Research: Solid Earth』に掲載されたデータによると、2000年から2020年の間に、1日の長さ（一日の周期）は1世紀あたり平均1.33ミリ秒の割合で増加しています。この減速ペースは、約360万年前の鮮新世後期以来、最も急速なものであると認定されました。

この惑星規模のブレーキ現象を引き起こしている主なメカニズムは、極地の氷床や山岳氷河の急速な融解に伴う地球全体の質量再分配です。回転軸付近に集中していた氷が溶け出すと、放出された水は海洋へと流れ込み、赤道付近に集まります。このプロセスは、フィギュアスケーターが腕を外側に伸ばすことで回転速度を落とす動作に似ており、地球の慣性モーメントを増大させる結果を招いています。

この現象を定量的に評価するため、ETH Zurichの宇宙測地学教授であるベネディクト・ソヤ氏や、ウィーン大学の研究者モスタファ・キアニ・シャヴァンディ氏を含む科学者チームは、革新的なアプローチを採用しました。彼らは、古気候の指標となる単細胞海洋生物「底生有孔虫」の化石の化学組成を分析することで、過去の海面変動を復元しました。さらに、物理法則に基づいた深層学習モデル（Physics-Informed Diffusion Model, PIDM）を用いることで、更新世から鮮新世後期にわたる一日の長さの動態を再現することに成功しました。

分析の結果、過去260万年間のどの氷河サイクルにおいても、21世紀初頭に見られるような急激な一日の長さの増加は確認されませんでした。ベネディクト・ソヤ教授は、現在の変化のペースは過去360万年間の地質学的歴史において類を見ないものであると指摘しています。さらに研究チームは、今世紀末までに、気候変動による減速要因が、歴史的に支配的であった月の潮汐摩擦による減速の影響を上回る可能性があると予測しています。

一日の長さがミリ秒単位で増加することは、日常生活では無視できるほどわずかな変化に思えるかもしれません。しかし、高精度な技術システムにとっては極めて深刻な影響を及ぼします。GPSなどの衛星測位システム、天体観測、そしてグローバルな金融ネットワークといった重要なインフラは、原子時計と地球の自転データの完璧な同期を必要としています。自転の減速によって生じる座標の誤差は、精密に調整されたシステムの運用を妨げる恐れがあります。

これまで、原子時と天文時の差を補正するために「正のうるう秒」が導入されてきましたが、最新のデータによれば、早ければ2026年にも史上初の「負のうるう秒」の導入が必要になる可能性が浮上しています。この研究は、気候変動が惑星の基本的な物理パラメータに測定可能な影響を与えていることを強調しており、将来的な技術計画においてこれらの地球物理学的な変化を考慮することの重要性を訴えています。