Eine peer\u2011reviewte Studie, ver\u00f6ffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences, kommt zu dem Ergebnis, dass der Klimawandel inzwischen die L\u00e4nge der Tage der Erde in einem Tempo verl\u00e4ngert, das bald die bremsende Wirkung der Gravitationsanziehung des Mondes \u00fcbertreffen k\u00f6nnte. Die Forschung zeichnet nach, wie das Abschmelzen polaren Eises und die Verlagerung von Wassermassen seit dem Beginn des Jahrhunderts die Verlangsamung der Erdrotation beschleunigt haben; Projektionen zeigen, dass sich der Trend unter einem Szenario mit hohen Emissionen bis 2100 nahezu mit der durch die Gezeitenreibung des Mondes verursachten Verlangsamung angleichen oder sie \u00fcbertreffen k\u00f6nnte. Die Erkenntnis stellt eine lange als rein astronomisch betrachtete Kraft als zunehmend durch menschliches Handeln geformt dar.<\/p>\n
Die grundlegende Physik ist einfach. Wenn an den Polen gebundenes Eis schmilzt und als Fl\u00fcssigwasser in Richtung \u00c4quator flie\u00dft, verlagert sich Masse weg von der Rotationsachse der Erde. Der Effekt ist derselbe wie wenn eine Eiskunstl\u00e4uferin w\u00e4hrend der Drehung die Arme ausstreckt: die Rotation verlangsamt sich. Zwischen 1900 und 2000 lag diese klimabedingte Verl\u00e4ngerung des Tages bei etwa 0,3 bis 1,0 Millisekunden pro Jahrhundert<\/a>, ein relativ schwaches Signal gegen\u00fcber anderen geophysikalischen Prozessen. Seit 2000, als der Eisverlust in Gr\u00f6nland und der Antarktis beschleunigte, stieg diese Rate laut derselben PNAS\u2011Studie auf 1,33 \u00b1 0,03 Millisekunden pro Jahrhundert an.<\/p>\n Diese Beschleunigung ist bedeutsam, weil sie sich einem Ma\u00dfstab ann\u00e4hert, der die Tagesl\u00e4nge seit Milliarden von Jahren bestimmt. Die Gezeitenreibung des Mondes, die die Erde allm\u00e4hlich abbremst, indem sie an Ozeanen und dem festen K\u00f6rper zieht, tr\u00e4gt grob 2,4 Millisekunden pro Jahrhundert<\/a> zur Tagesl\u00e4nge bei. W\u00e4hrend der meisten Menschheitsgeschichte kam kein anderer Prozess auch nur ann\u00e4hernd an diesen Wert heran. Die neue Forschung zeigt, dass der Klimawandel innerhalb von Jahrzehnten auf dem Weg ist, dies zu \u00e4ndern, sodass der menschliche Einfluss auf die Erdrotation mit dem seines einzigen nat\u00fcrlichen Satelliten vergleichbar werden k\u00f6nnte.<\/p>\n Unter einem Szenario mit hohen Emissionen prognostiziert die PNAS\u2011Studie, dass die klimabedingte Verl\u00e4ngerung der Tagesl\u00e4nge bis 2100 etwa 2,62 \u00b1 0,79 Millisekunden pro Jahrhundert erreichen wird. Dieser zentrale Sch\u00e4tzwert \u00fcbersteigt damit den Beitrag des Mondes von 2,4 Millisekunden, was bedeutet, dass die vom Menschen verursachte Erw\u00e4rmung zur dominanten Kraft werden w\u00fcrde, die die L\u00e4nge eines Tages ver\u00e4ndert. Die Projektion ist keine Gewissheit; sie h\u00e4ngt vom Verlauf der Treibhausgasemissionen, der Stabilit\u00e4t der Eisschilde und der Reaktion von Ozeanen und Grundwasser ab. Die Unsicherheitsspanne spiegelt diese Unbekannten wider, aber selbst ihre untere Grenze von rund 1,8 Millisekunden pro Jahrhundert w\u00fcrde eine tiefgreifende Abweichung vom 20.\u2011Jahrhundert\u2011Basiswert markieren.<\/p>\n Forscher der Universit\u00e4t Wien und der ETH Z\u00fcrich beschrieben die aktuelle Rate von 1,33 Millisekunden pro Jahrhundert als beispiellos in den letzten 3,6 Millionen Jahren, basierend auf Vergleichen zwischen modernen Beobachtungen und Pal\u00e4oklima\u2011Rekonstruktionen. Dieser geologische Kontext erh\u00f6ht die Bedeutung: Der Planet hat diese Geschwindigkeit der Rotations\u00e4nderung seit sehr viel l\u00e4ngerer Zeit, lange vor dem Erscheinen des modernen Menschen, nicht erlebt. Eine separate Analyse der Rotationsdynamik, archiviert in biomedizinischen und erdwissenschaftlichen Datenbanken<\/a>, betont, dass die gegenw\u00e4rtige Beschleunigung eng mit anthropogener Erw\u00e4rmung verkn\u00fcpft ist und nicht mit langsamen, nat\u00fcrlichen Zyklen.<\/p>\n Um diese Trends im Detail zu untersuchen, griff das PNAS\u2011Team auf ein breiteres Spektrum geophysikalischer Arbeiten zur\u00fcck, darunter einen technischen Bericht \u00fcber die zunehmend dominante Rolle des Klimawandels<\/a> bei Schwankungen der Tagesl\u00e4nge. Diese Analyse integriert Satellitengravimetrie, Meeresspiegelbeobachtungen und Modelle des festen Erdk\u00f6rpers, um zu zeigen, wie Klimaauswirkungen interne Prozesse bei der Gestaltung der Erdrotation \u00fcberholen. Gemeinsam kommen diese Studien zu derselben Schlussfolgerung: Mit steigenden Emissionen wird das Klimasignal in Rotationsdaten deutlicher, st\u00e4rker und schwerer als Rauschen zu ignorieren.<\/p>\n Die neuesten Schlussfolgerungen st\u00fctzen sich stark auf Beobachtungsdaten der Gravity Recovery and Climate Experiment, bekannt als GRACE. Seit 2003 misst diese Zwillingssatellitenmission winzige Variationen im Gravitationsfeld der Erde, um nachzuverfolgen, wie sich Masse \u00fcber die Planetenoberfl\u00e4che bewegt \u2013 vom Schrumpfen der Eisschilde bis zu Ver\u00e4nderungen in Grundwasserreserven. Die daraus resultierenden gravit\u00e4tsbasierten Messungen<\/a> bilden das empirische R\u00fcckgrat f\u00fcr die Verbindung von Eisverlust mit \u00c4nderungen des Tr\u00e4gheitsmoments der Erde und damit ihrer Rotationsrate.<\/p>\n Die Nachfolgemission, GRACE Follow\u2011On, hat diese Beobachtungen fortgef\u00fchrt und liefert nun eine durchgehende zwei Jahrzehnte lange Aufzeichnung der Massenumlagerung. Ohne diese Daten w\u00e4re es weitaus schwieriger, das Rotationssignal speziell klimabedingten Prozessen und nicht tiefen\u2011erdigen Dynamiken oder zuf\u00e4lligen Schwankungen zuzuschreiben. Stattdessen k\u00f6nnen Wissenschaftler nun Jahr\u2011zu\u2011Jahr\u2011\u00c4nderungen der Tagesl\u00e4nge mit beobachtetem Massenverlust in Gr\u00f6nland, der Antarktis und Gebirgsgletschern korrelieren sowie mit gro\u00dfen Verschiebungen im terrestrischen Wasserspeicher durch D\u00fcrren, \u00dcberschwemmungen und Grundwasserentnahme.<\/p>\n Diese Korrelationen zeigen, dass sich die Erdrotation messbar verlangsamt, wenn mehr Masse in Richtung \u00c4quator wandert (sei es als Schmelzwasser, das in die Ozeane flie\u00dft, oder als Wasser, das \u00fcber Kontinente umverteilt wird). Umgekehrt k\u00f6nnen Episoden, in denen Masse polw\u00e4rts verschoben oder in der H\u00f6he der Atmosph\u00e4re gelagert wird, die Rotation leicht beschleunigen. In den letzten zwei Jahrzehnten lag der Nettotrend von Eis und Wasser eindeutig in Richtung einer langsameren Rotation und l\u00e4ngerer Tage.<\/p>\n Die Tagesl\u00e4nge ist nicht die einzige Rotationsgr\u00f6\u00dfe, die sich ver\u00e4ndert. Eine begleitende Studie in Nature Geoscience analysierte eine 120\u2011j\u00e4hrige Aufzeichnung der Polbewegung, des langsamen Schwankens der Rotationsachse der Erde bezogen auf ihre Oberfl\u00e4che. Diese Forschung schrieb einen Gro\u00dfteil der interannualen und multidekaden Schwankungen in der Achsenposition der Umlagerung von Massen an der Oberfl\u00e4che durch Eisschmelze und Ver\u00e4nderungen im terrestrischen Wasserspeicher zu, und quantifizierte zugleich Beitr\u00e4ge aus Mantel und Kern.<\/p>\n Die NASA fasste die beiden Arbeiten gemeinsam zusammen und stellte fest, dass Wissenschaftler die Polbewegung \u00fcber 12 Jahrzehnte untersuchten und dabei nahezu alle periodischen Oszillationen der Achsenposition durch klimabezogene Prozesse erkl\u00e4ren konnten. Dasselbe Abschmelzen, das die Erdrotation verlangsamt, verschiebt auch die Achse und ver\u00e4ndert im Laufe der Zeit leicht die geografische Lage der Pole um Zentimeter bis Meter. Diese Verschiebungen gef\u00e4hrden die allt\u00e4gliche Navigation nicht, unterstreichen aber, wie eng Klima, Ozeane und tiefere Erdschichten mit dem Rotationsverhalten der Erde verkn\u00fcpft sind.<\/p>\nProjektionen, die mit dem Mond konkurrieren<\/h2>\n
Satellitendaten von GRACE<\/h2>\n
Die Polbewegung erz\u00e4hlt eine parallele Geschichte<\/h2>\n