اگر زمین همین الان از چرخش بایستد چه می‌شود؟ نتیجه بدتر از چیزی است که تصور می‌کنید

اگر زمین فوراً از چرخش بازایستد، فیزیک یک تصادف رانندگی در مقیاس سیاره‌ای رخ خواهد داد.

اگر زمین ناگهان متوقف شود، سطح کره زمین از حرکت می‌ایستد، اما هیچ‌چیز روی آن متوقف نخواهد شد. این شامل جو، اقیانوس‌ها، تمام ساختمان‌ها و خود شما می‌شود. این اتفاق هرگز در واقعیت برای سیاره ما رخ نخواهد داد، اما سناریوی «چه می‌شد اگر» به‌خوبی حرکت دائمی و نامرئی هر روزه ما و اهمیت حیاتی آن برای حیات روی زمین را به تصویر می‌کشد.

مشکل کمربند ایمنی

فیزیک این اتفاق دقیقاً مشابه یک تصادف رانندگی است که به شکلی دیوانه‌وار بزرگ‌نمایی شده باشد. وقتی در خودرویی با سرعت ۷۰ مایل بر ساعت (۱۱۳ کیلومتر بر ساعت) نشسته‌اید، بدن شما نیز با همان سرعت در حرکت است. اگر خودرو ناگهان متوقف شود، شما همچنان به حرکت خود ادامه می‌دهید و این دقیقاً همان دلیلی است که کمربندهای ایمنی برای آن اختراع شده‌اند.

سرعت ثابت غیرقابل‌حس است. ما تنها شتاب‌گیری (افزایش سرعت) و کاهش سرعت را متوجه می‌شویم؛ به همین دلیل است که هیچ‌کس متوجه چرخش سیاره نمی‌شود.

هزار مایل در ساعت

با چرخش زمین، نقطه‌ای روی خط استوا با سرعت تقریبی ۱۰۳۷ مایل بر ساعت (۱۶۶۸ کیلومتر بر ساعت) در حال حرکت است. این سرعت با تغییر عرض جغرافیایی کاهش می‌یابد و از یک رابطه ساده پیروی می‌کند: کافی است عدد ۱۰۳۶ را در کسینوس عرض جغرافیایی خود ضرب کنید تا سرعتتان بر حسب مایل بر ساعت به دست آید.

این سرعت برای شهر نیویورک حدود ۷۹۰ مایل بر ساعت (۱۲۷۰ کیلومتر بر ساعت) است. در قطب‌ها، این رقم به صفر می‌رسد؛ به همین دلیل، کسی که دقیقاً در نقطه قطب شمال ایستاده باشد، تنها فردی است که به هیچ سمتی پرتاب نخواهد شد.

بادهایی با سرعت بیش از ۱۰۰۰ مایل بر ساعت

سطح زمین را متوقف کنید تا ببینید هوا همچنان با سرعتی که عرض جغرافیایی‌اش دیکته می‌کند، به حرکت خود ادامه می‌دهد. در خط استوا، این به معنای وزش بادهایی با سرعت بیش از ۱۰۰۰ مایل بر ساعت است. برای مقایسه، قوی‌ترین تندباد سطحی ثبت‌شده روی زمین ۲۵۳ مایل بر ساعت بوده که در جزیره بارو استرالیا هنگام طوفان اولیویا در سال ۱۹۹۶ اندازه‌گیری شده است.

نیروی باد با توان دوم (مربع) سرعت آن متناسب است؛ بنابراین بادی با سرعت ۱۰۰۰ مایل بر ساعت، تقریباً ۱۶ برابر قوی‌تر از آن رکورد تاریخی و حدود ۱۷۵ برابر ویرانگرتر از تندبادهای ۷۵ مایلی است که به‌راحتی سقف خانه‌ها را از جا می‌کنند. تقریباً تمام سازه‌ها فوراً فرو می‌ریزند، هر چیزی که محکم به زمین متصل نباشد پرتاب می‌شود و حتی خودِ سطح زمین نیز در هم می‌شکند و شکاف برمی‌دارد.

اقیانوس‌ها به حرکت خود ادامه می‌دهند

آب‌ها نیز مشمول همین قانون می‌شوند، با این تفاوت که حجم آن‌ها بسیار بیشتر است. پس از توقف بستر دریا، آب اقیانوس‌ها با سرعت عرض جغرافیایی خود به حرکت ادامه داده، از خطوط ساحلی عبور می‌کنند و تا اعماق خشکی‌ها پیشروی خواهند کرد. هر کس که سعی کرده باشد در جریان تند یک رودخانه بایستد، تنها بخش کوچکی از قدرت ویرانگر آب در حال حرکت را زمانی که متوقف نمی‌شود، احساس کرده است.

تغییر شکل سیاره

پس از این ویرانی‌های فوری، پیامد کُندتری نیز به دنبال خواهد داشت. زمین یک کره کامل نیست، بلکه یک شبه‌کره پهن است که عرض آن در امتداد استوا بیشتر از فاصله قطب تا قطب است و این برآمدگی (تورم استوایی) دقیقاً به دلیل چرخش سیاره به وجود آمده است.

چرخش را متوقف کنید تا دیگر دلیلی برای ماندگاری این برآمدگی وجود نداشته باشد. در این حالت، سیاره به شکل یک کره کامل درمی‌آید و هم‌زمان با این اتفاق، آب اقیانوس‌ها به سمت قطب‌ها سرازیر می‌شوند. فعالیت‌های آتشفشانی در سراسر جهان را نیز به این فهرست اضافه کنید تا متوجه شوید پایان جهان، بیش از آنکه نیازمند یک برخورد عظیم (نظیر شهاب‌سنگ) باشد، از طریق توقف حرکت نیز کاملاً دست‌یافتنی است!

سرعت چرخش در حال افزایش است

در واقعیت، چرخش زمین به هیچ‌وجه چنین رفتاری ندارد و روند کنونی دقیقاً در نقطه مقابل تصورات اکثر مردم در حال وقوع است.

ساعت‌های اتمی از دهه ۱۹۵۰ نشان دادند که سرعت چرخش زمین دارای نوسان است و تمایل بلندمدت آن، به دلیل اصطکاک جزر و مدی ناشی از ماه، یک کندشدن تدریجی بوده است که طول روز را حدود ۱.۸ میلی‌ثانیه در هر قرن افزایش می‌دهد.

با این حال، از حدود سال‌های ۲۰۱۶ تا ۲۰۱۸، این روندِ کُند شدن معکوس شد و سیاره با سرعت بیشتری در حال چرخش است. زمین در سال‌های ۲۰۲۴ و ۲۰۲۵ رکوردهای کوتاه‌ترین روزها را در عصر ساعت‌های اتمی به ثبت رساند.

محتمل‌ترین توضیح برای این پدیده، کُند شدن سرعت چرخش هسته خارجی و مایع زمین است. بر اساس قانون پایستگی تکانه زاویه‌ای، کاهش سرعت هسته به لایه‌های بیرونی جامد اجازه می‌دهد تا سریع‌تر بچرخند؛ درست مانند یک اسکیت‌باز که با جمع کردن بازوهایش در سینه، سرعت چرخش خود را افزایش می‌دهد.

۲۷ ثانیه کبیسه و هیچ‌کدام از سال ۲۰۱۶

ثانیه‌های کبیسه مکانیزمی برای تطبیق و هماهنگ‌سازی زمان اتمی با چرخش واقعی سیاره بوده‌اند. از زمان آغاز به کار این سیستم در سال ۱۹۷۲، دقیقاً ۲۷ ثانیه به ساعت‌ها اضافه شده که همگی مثبت بوده‌اند. آخرین مورد در تاریخ ۳۱ دسامبر ۲۰۱۶ اعمال شد.

سرعت اعمال این تغییرات، خود گویای همه‌چیز است. تنها در دهه ۱۹۷۰، نُه ثانیه کبیسه اضافه شد، در حالی که طی یک دهه گذشته هیچ ثانیه‌ای اضافه نشده است.

ذوب شدن یخ‌ها برای ما زمان خریده است

تاکنون هرگز یک ثانیه کبیسه منفی (یعنی کم کردن یک ثانیه به جای اضافه کردن آن) اتفاق نیفتاده است. دانکن اگنیو، ژئوفیزیکدان موسسه اقیانوس‌شناسی اسکریپس، در سال ۲۰۲۴ با انتشار مقاله‌ای در نشریه نیچر محاسبه کرد که احتمالاً در حوالی سال ۲۰۲۹ به اعمال یک ثانیه منفی نیاز خواهیم داشت.

دلیلی که باعث شده زودتر از این موعد به آن نیاز نداشته باشیم، برخلاف تصور اولیه است. ذوب شدن یخ‌های قطبی، جرم را از قطب‌ها به سمت برآمدگی استوایی جابه‌جا می‌کند که این امر سرعت چرخش را اندکی کاهش داده و تا حدودی اثر افزایش سرعت ناشی از هسته را خنثی می‌سازد. اگنیو محاسبه کرد که اگر این ذوب شدنِ یخ‌ها نبود، ثانیه کبیسه منفی باید خیلی زودتر و در سال ۲۰۲۶ اعمال می‌شد.

پایان کار ثانیه کبیسه

اینکه آیا هرگز چنین اتفاقی (ثانیه منفی) رخ خواهد داد یا خیر، اکنون به همان اندازه که یک مسئله ژئوفیزیکی است، یک مسئله سیاست‌گذاری نیز محسوب می‌شود. در سال ۲۰۲۲، کنفرانس عمومی اوزان و مقیاس‌ها (CGPM) رای به لغو سیستم ثانیه کبیسه تا سال ۲۰۳۵ داد و بحث‌ها بر سر جایگزینی آن با یک سیستم تنظیمِ بزرگ‌تر و در عین حال نادرتر ادامه دارد.

در این میان، زمان‌سنج‌ها چندان از احتمال اعمال یک ثانیه منفی آسوده‌خاطر نیستند، زیرا هیچ سیستم کامپیوتری تاکنون با پدیده کم شدن یک ثانیه مواجه نشده است و هیچ سابقه‌ای از پچ‌های نرم‌افزاری برای مدیریت این شرایط وجود ندارد.

چرا زمین هرگز متوقف نخواهد شد؟

هیچ‌کدام از این نوسانات به معنای توقف چرخش زمین نیستند. این نوسانات که در مقیاس میلی‌ثانیه اندازه‌گیری می‌شوند، حاصل عملکرد هسته، جزر و مد، جو و توزیع مجدد آب‌ها هستند و در هر دو جهت (افزایش و کاهش سرعت) رخ می‌دهند.

طول روز در طول دوران زمین‌شناسی به طرز چشمگیری افزایش یافته است؛ این رقم از حدود شش ساعت در مدت کوتاهی پس از شکل‌گیری ماه به رقم کنونی رسیده است، اما این روند میلیاردها سال زمان برده است. هیچ مکانیزمی وجود ندارد که بتواند تکانه زاویه‌ای زمین را در یک بازه زمانی قابل‌توجه از بین ببرد و این همان بخش اطمینان‌بخش در این آزمایش فکری هشداردهنده است.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.