Der Klimawandel verändert die Art und Weise, wie wir die Zeit messen

Der Klimawandel macht es möglicherweise schwieriger, genau zu wissen, wie spät es ist.

Das schnelle Abschmelzen der Eisschilde auf Grönland und der Antarktis, wie durch satellitengestützte Gravitationsmessungen gemessen, verschiebt mehr Masse in Richtung der Gürtellinie der Erde. Und diese zusätzliche Ausbuchtung verlangsamt die Rotation des Planeten, berichtet der Geophysiker Duncan Agnew am 27. März online Natur. Diese durch den Klimawandel bedingte Massenverlagerung stellt die internationalen Zeitmessstandards vor neue Herausforderungen.

Die international vereinbarte koordinierte Weltzeit (UTC) wird von Atomuhren eingestellt, diese Zeit wird jedoch regelmäßig an die tatsächliche Drehung der Erde angepasst. Die Erdrotation verläuft nicht immer reibungslos – die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten ändert sich in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren, darunter der Gravitationswiderstand von Sonne und Mond, Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit des Erdkerns, Reibung zwischen Ozeanwasser und Meeresboden, und Verschiebungen in der Massenverteilung des Planeten um seine Oberfläche. Sogar Erdbeben können die Drehung beeinflussen: Das Erdbeben der Stärke 9,1 in Indonesien im Jahr 2004 beispielsweise veränderte die Landoberfläche derart, dass es dazu führte, dass sich die Erde etwas schneller drehte, sagt Agnew von der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla , Kalifornien.

Aber die Auswirkungen dieses Bebens sind viel geringer als die des Abschmelzens der Eisschilde – ein Punkt, der laut Agnew besonders erschreckend ist. Die Menschheit „hat etwas getan, das messbar die Rotationsgeschwindigkeit der gesamten Erde beeinflusst.“

Die Notwendigkeit gelegentlicher Anpassungen der Synchronisation von Atomuhren und der Erdrotation führte 1972 zur „Schaltsekunde“, einem zusätzlichen Tick, den internationale Zeitnehmer bei Bedarf zur UTC hinzufügen wollten (SN: 19.01.24). Seit Einführung dieser Idee haben Zeitnehmer die Uhr um 27 Schaltsekunden erweitert.

Dennoch sind Metrologen – Messwissenschaftler – von diesem System nicht besonders angetan. Zum einen passiert es nicht regelmäßig, sondern nur dann, wenn es nötig erscheint. Und Finanzmärkte und Satellitennavigationssysteme, die auf präzises Timing angewiesen sind, verfügen jeweils über eigene Methoden zur Integration einer Schaltsekunde. Diese Inkonsistenzen können kontraproduktiv dazu führen, dass es gelingt mehr eine Herausforderung, eine universelle Zeit zu haben. Im Jahr 2022 stimmte ein internationales Konsortium von Metrologen dafür, die Schaltsekunden abzuschaffen und stattdessen größere Zeitabschnitte, vielleicht eine Minute, seltener hinzuzufügen. Die Gruppe beschloss, diese Einzelheiten bei ihrer nächsten Sitzung im Jahr 2026 zu regeln.

Das kommt vielleicht keine Sekunde zu früh. Die etwas langsamere Rotation habe die Notwendigkeit von Zeitmessungsanpassungen tatsächlich um ein paar Jahre verzögert, sagt Agnew – tatsächlich war aufgrund dieser Änderung das letzte Mal, dass eine Schaltsekunde eingefügt werden musste, im Jahr 2016. Im Moment war in Tatsächlich sind die Rotation der Erde und die Atomuhren nahezu synchron.

Aber das ist nur eine kurze Atempause, wie Agnews Berechnungen zeigen. Die derzeit größten Veränderungen der Erdrotation kommen aus ihrem Herzen: Die Verlangsamung der Rotation des Erdkerns beschleunigt tatsächlich die Drehung der äußeren Schichten (SN: 23.01.23). Diese Verlangsamung wird letztendlich dazu führen, dass Zeitnehmer im aktuellen System damit beginnen müssen, Schaltsekunden aus der UTC zu entfernen, anstatt sie einzufügen, um die Synchronisierung zu gewährleisten.

Dieser Strategiewechsel könnte bereits im Jahr 2026 begonnen haben. Die Studie legt jedoch nahe, dass globale Zeitmesser dank des Klimawandels nun zwei oder drei Jahre länger Zeit haben, bevor sie sich anpassen müssen, bemerkt der Geophysiker Jerry Mitrovica von der Harvard University. Aber keine realistischen Prognosen über die künftige Temperaturschmelze können das Unvermeidliche nach 2030 verhindern, fügt Mitrovica hinzu: Auf die eine oder andere Weise wird die Welt beginnen müssen, Zeit zu verlieren – oder die internationalen Richtlinien zur Zeitmessung müssen sich ändern.