Bị gió thổi, sóng vỗ và Trăng kéo, Trái Đất quay chậm dần, số giờ trong một ngày tăng theo thời gian

Nếu có dịp về thăm Kỷ Đại Tân Nguyên Sinh diễn ra khoảng 620 triệu năm trước, bạn sẽ thấy nhiều điều khác biệt trong cả không gian lẫn thời gian. Sinh vật ngự trị bề mặt Trái Đất có hình dáng quái lạ, và thời gian trong ngày trôi không hề giống thời hiện đại chút nào. Do tốc độ quay của trục Trái Đất nhanh hơn hiện tại, một ngày của hàng trăm triệu năm trước chỉ kéo dài 22 giờ mà thôi.

Suốt hàng tỷ năm, tốc độ quay của Trái Đất dần chậm lại; đây là quá trình diễn ra xuyên suốt lịch sử và vẫn đang xảy ra. Các nhà khoa học ước tính mỗi thế kỷ, một ngày sẽ dài ra khoảng 1,8 mili-giây. Độ dài một ngày khác biệt theo từng năm.

Dù rằng Trái Đẫn vẫn quay, khoa học vẫn chưa thực sự hiểu những yếu tố ảnh hưởng tới điệu múa cột này. Nhưng với những dụng cụ nghiên cứu nhạy cảm tột cùng, các nhà nghiên cứu đã có những dữ liệu cận chính xác và theo dõi được thời gian quay của Trái Đất chính xác tới mức micro-giây.

Kết quả: chúng ta biết được rằng hoạt động quay của Hành tinh Xanh thay đổi liên tục, không ngày nào giống nhau.

Vậy một ngày có gì?

Ngay từ ngày đầu lập đất lập nước, Trái Đất đã quay. Bất cứ thiên thể nào cũng hình thành từ vật chất bị cuốn vào nhau do ảnh hưởng của lực hấp dẫn, nên việc quay là thuận tự nhiên. Dù vậy, chuyển động này không nhất quán xuyên suốt quá trình tồn tại của thiên thể. Những lực ảnh hưởng tới sự quay của thiên thể có liên quan mật thiết tới hoạt động của lõi thiên thể, cũng như chiều chuyển động của không khí (nếu có) trên bề mặt thiên thể. Đó là chưa kể tới ảnh hưởng từ lực hấp dẫn của các thiên thể khác.

Ngày nay, khoa học có thể đo đạc những biến chuyển dù là nhỏ nhất trong vòng quay Trái Đất nhờ kỹ thuật Giao thoa Sử dụng Đường Cơ sở Rất dài – Very Long Baseline Interferometry. Dựa trên những kính viễn vọng không gian nằm xa mặt đất và nhờ chúng quan sát tín hiệu ảnh hưởng lên Trái Đất từ ngoài không gian, các nhà khoa học có thể quan sát sự quay thông qua đo đạc các tín hiệu ra và vào.

So sánh khoảng thời gian giữa lúc tín hiệu xuất hiện và biến mất, ta có thể tính rất chính xác thời gian để Trái Đất xoay trọn vẹn một vòng.

Rất nhiều yếu tố ảnh hưởng lên sự quay của Trái Đất, và yếu tố lớn nhất, ảnh hưởng lâu nhất là Mặt Trăng – vệ tinh nhân tạo của con người. Suốt hàng tỷ năm, lực hấp dẫn tỏa ra từ Mặt Trăng đã kéo chậm vòng quay của Trái Đất lại. Chính vì Mặt Trăng, một ngày của Kỷ Đại Tân Nguyên Sinh chỉ kéo dài 22 giờ và sau này, số giờ trong một ngày sẽ còn nhiều hơn nữa.

Về cơ bản, cơ chế này là việc chuyển đổi năng lượng giữa Trái Đất và Mặt Trăng. Lực hấp dẫn của “chị Hằng” khiến đất đá trên bề mặt Trái Đất nhô lên chút đỉnh, nhưng sẽ không nhô tại chính điểm nằm ngay dưới Mặt Trăng. Sự chênh lệch giữa vị trí của chỗ đất đá nhô lên với Mặt Trăng đã tạo ra lực momen xoắn, khiến tốc độ quay của Trái Đất chậm lại. Lực xoay này tác động lên Mặt Trăng lại khiến dinh thự của chị Hằng bay ngày một xa chúng ta, ở khoảng cách 3,8 cm/năm. Tuy nhiên, đây không phải hằng số mà nó biến thiên liên tục.

Tác động qua lại giữa hai thiên thể đã xuất hiện từ khi Mặt Trăng bắt đầu bay quanh Trái Đất. Theo ước tính của một số nhà khoa học, một ngày của 1,4 tỷ năm trước chỉ dài có 18,7 giờ. Và lúc đó, Mặt Trăng đã nằm gần Trái Đất hơn ngày nay khoảng 43.000 km.

Ngày mai sẽ dài hơn ngày hôm nay?

Xét tới một khung thời gian dễ mường tượng hơn, thì nhiều yếu tố khác nhau ảnh hưởng tới tốc độ quay của Trái Đất. Trong số đó, thứ gây nhiều ảnh hưởng nhất là lõi Trái Đất. Những dao động của phần lỏng trong lõi khiến tốc độ quay của hành tinh thay đổi, dù ta không biết rõ những ảnh hưởng đó lớn tới đâu. Ta chưa quan sát được kỹ càng lõi Trái Đất, mà cũng chưa biết rõ nó ảnh hưởng ra sao tới hoạt động toàn cầu.

Còn trên bề mặt, chuyển động của gió và sóng cũng tác động lên tốc độ quay của Trái Đất. Sóng vỗ bờ, gió táp lên sườn núi đều có những ảnh hưởng nhất định.

Hoạt động địa chất cũng khiến Trái Đất quay nhanh hay chậm. Trận động đất năm 2004 tàn phá những quốc gia nằm gần khu vực Ấn Độ Dương đã khiến Trái Đất quay nhanh hơn xấp xỉ 3 micro-giây. Khối lượng Trái Đất thay đổi sau vụ địa chấn đã khiến vòng quay thay đổi. Ngày nay, ta còn phải tính tới việc băng tan, nước biển dâng khiến cực nhẹ đi mà xích đạo nặng hơn; biến đổi khí hậu đã làm Trái Đất “trì trệ”, khiến ngày dài thêm.

Mà tốc độ quay của Trái Đất cũng thay đổi theo mùa: nhanh hơn khi Bán Cầu Bắc vào hè, chậm hơn chút khi đông tới. Chúng ta bay với quỹ đạo hình elip quanh Mặt Trời, và khi gần quả cầu lửa, ta bay nhanh hơn đồng nghĩa với việc ta quay chậm hơn.

Cũng giống với vạn vật, thay đổi là điều tất yếu. Tuy nhiên, với những thay đổi chỉ tính bằng đơn vị mili, micro như sự quay của Trái Đất hay tình cảm của crush, thì bạn không cần quá bận tâm đến chúng mà hãy cứ vô tư sống. Một ngày trong Kỷ Đại Tân Nguyên Sinh có thể kéo dài chỉ 22 giờ, nhưng dựa trên những gì ta biết, có thể nhận định thời gian vẫn cứ mang tính tương đối.