الثانية الكبيسة وتداعيات كارثية لتباطؤ دوران الأرض

سجل كوكب الأرض بعد أن أكمل دورة كاملة حول نفسه في 29 يونيو 2022 في 1.59 مللي ثانية أقصر من 24 ساعة، وهو رقم قياسي جديد لأقصر يوم مسجل.

وكادت الكرة الأرضية أن تحطم هذا الشهر أيضا أن الرقم القياسي مرة أخرى، حيث سجلت في 26 – يوليو دورة حول نفسها أقل من 24 ساعة بمقدار 1.50 مللي ثانية.

وتزداد سرعة الأرض في الآونة الأخيرة، إذ شهدت في عام 2020، أقصر شهر تم قياسه على الإطلاق، منذ الستينيات. وقد سجلت في ذلك العام الرقم القياسي السابق لأقصر يوم بلغ 1.47 مللي ثانية أقل من 24 ساعة وفق موقع “مونت كارلو الدولية”.

أما في العام 2021، استمرت الأرض في الدوران بمعدل متزايد على الرغم من عدم تحطيم أرقام قياسية جديدة.

ولكن لدى مراقبة هذا الأمر على المدى البعيد، يظهر لنا أن دوران الأرض يتباطأ. فكل قرن، تستغرق الأرض بضع أجزاء من الألف من الثانية أكثر لإكمال دورة واحدة.

وإذا استمرت الأرض في الدوران بمعدل متزايد، فقد يؤدي ذلك إلى إدخال الثانية الكبيسة السلبية، من أجل الحفاظ على المعدل الذي تدور فيه الأرض حول الشمس متسقا مع قياس الساعات الذرية.

ومع ذلك، فإن الثانية السلبية من المحتمل أن تخلق مشاكل لأنظمة تكنولوجيا المعلومات. فقد نشرت Meta مؤخرًا مدونة ذكرت فيها أن إضافة الثانية الكبيسة هي خطوة “محفوفة بالمخاطر تضر أكثر مما تنفع”.

وذلك لأن الساعة ستقفز حينها من 23:59:59 إلى 23:59:60 قبل إعادة العد إلى 00:00:00. ومثل هذا الوقت يؤدي إلى تعطل البرامج أو إتلاف البيانات بسبب الطوابع الزمنية على تخزين البيانات.

وشهدت ليلة الثلاثين من يونيو 2015 إضافة “ثانية كبيسة إلى ساعات العالم الذريّة، وذلك لضبط التوقيت العالمي وُفقاً للتباطؤ التدريجي الحاصل في دوران كوكب الأرض.
وحَلَّ شهر يوليو متأخراً قليلاً في هذا العام بثانية واحدة عن المعتاد وتجمَّد الوقت حول العالم لمُدة ثانية واحدة مساء يوم الثلاثين من يونيو 2015، وذلك بسبب إضافة ثانية كبيسة (leap second) إلى التوقيت العالمي المُنسّق ، والذي يُعتبرُ المعيارَ الذي يتم على أساسه تنظيم وضبط معظم الساعات على الكوكب.

وكان الجهاز الدولي المعني بدوران الأرض والأنظمة المرجعية International Earth Rotation and Reference Systems Service أو اختصاراً IERS، والذي يتولى مُهمة تتبُع الوقت حول العالم، قد قال إن هناك حاجة لإضافة ثانية أخرى إلى التوقيت العالمي من أجل التعامل مع دوران الأرض غير المُنتظم والآخذ بالتباطؤ تدريجياً وفق “ناسا بالعربي”.

هذا وقد تم إدراج الثانية الإضافية قبل مُنتصف الليل بِقليل حسب التوقيت العالمي المُنسق، وقبل مُنتصف الليل بقليل وِفقَ توقيت غرينتش GMT، وقبل الساعة الثامنة مساءً بقليل حسب التوقيت الصيفي الشرقي EDT. وبَدَلَ أن تَدُقّ ساعات التوقيت العالمي المُنسّق مُعلنة انتهاء اليوم بانتقال الوقت من الرقم 23:59:59 إلى الرقم 00:00:00، فإنها انتظر ثانية إضافية قبل إعلان انتهاء اليوم حيث كانت صيغة الوقت كالتالي: 23:59:60.

وسبب حدوث هذا الأمر؟ تُعزى الحاجة لإضافة ثانية كبيسة إلى وجود بعض الاختلافات بين الوقت الذي تُسجله ساعاتنا الذريّة، والوقت الذي يُسجله دوران كوكب الأرض أثناء دورانه حول الشمس. لكن السؤال هنا: ما هو السبب وراء هذا التباطؤ في حركة الأرض؟ علق الدكتور تايسون عالم فيزيائي أمريكي قائلاً: “القمر يُبطئ من سُرعة كوكبنا”. وأضاف: “إنه يشُدنا بجاذبيته، وإن نجح في ذلك؛ فسيصبح دوران الأرض بطيئاً في النهاية لدرجة يكون فيها مُساوياً للشهر القمري. عندها، ستعلق الأرض والقمر في حالة تقييد حركةٍ مُزدوجة تُعرف بالقيد المدّي (double tidal lock)، وستكون النتيجة أن كل واحد منهما سيُظهر وجهاً واحداً فقط للآخر”. يُضيف تايسون: “لكن، إذا قُمت بحساب الأمر رياضياً، ستجد أن حدوث هذا القيد المدّي بين الأرض والقمر سيستغرق وقتاً طويلاً جداً قد يتجاوز عمر الشمس نفسها. لذا، فهو أمر لا يستدعي أن نقلق حياله الآن”. من ناحية أخرى، هناك عوامل أخرى تُساهم في إبطاء حركة دوران الأرض، إلى جانب تأثير القمر، ومن هذه العوامل: الحركة العنيفة التي يشهدها قلب كوكبنا المُنصهر، وحركة محيطات العالم، وذوبان جليد القطب، وتأثيرات الجاذبية الشمسية. التباطؤ غير المنتظم منذ عام 1972، تمت المحافظة على عملية ضبط الوقت بالتوافق مع النطاق الزمني الذري (atomic time scale)، وذلك بناءً على اتفاقية دولية أُبْرِمَت بهذا الخصوص. قبل إضافة الثانية الكبيسة، كانت الأرض تخسر ما مقداره ثلاثة على ألف من الثانية كل يوم، وبَلَغَت سرعة الساعات الذريّة قبل عملية الإضافة مباشرةً أكثر بقليل من ستة أعشار الثانية. لذا، فقد ضمنت عملية إضافة الثانية الكبيسة عدم تجاوز الفَرق لحاجز تسعة أعشار الثانية. إلى جانب عملية إدراج الثانية الكبيسة التي تمّت مساء الثلاثين من يونيو، شهدت الفترة الممتدة منذ عام 1972 حتى الآن 25 عملية إضافة للثواني الكبيسة، كان آخرها في شهر يونيو عام 2012. تتم إضافة الثواني الكبيسة عندما يكون هناك حاجة لها، حيث تُضاف إما في 30 يونيو، أو في نهاية السنة تماماً، أي في 31 ديسمبر. من ناحية أخرى، شهد عام 1972 إضافة ثانيتين كبيستين (مع العلم أن تلك السنة -أي 1972- كانت بحد ذاتها سنة كبيسة). أما الفترة الممتدة من عام 1973 وحتى عام 1979، فقدت شهدت عملية إضافة سنوية للثانية الكبيسة، وذلك في ليلة رأس السنة تحديداً. لكن في الفترة الممتدة من عام 1999 إلى عام 2011، تمت إضافة ثانية كبيسة على التوقيت مرتين فقط، وكان ذلك في شهر ديسمبر من عام 2005 وعام 2008.