Dotaz

Doba, za kterou se v současnosti otočí naše planeta o 360°, je přibližně 23 hodin 56 minut a 4,1 sekundy. Této době se říká siderický den. Ony chybějící necelé 4 minuty do 24 hodin (s nimiž měříme občanský čas) mají za důsledek to, že se v průběhu roku mění podoba noční oblohy, tj. každé souhvězdí se mírně posune vždy vzhledem k předešlé noci a vyjde na obloze o ony necelé 4 minuty dříve.

Jelikož přibližný tvar naší Země je kulový, tak se obvodová rychlost rotace na jejím povrchu mění od rovníku k pólům. Na pólech je nulová a na rovníku dosahuje svého maxima 465,1 m.s^-1, což odpovídá řádově rychlosti proudové stíhačky. Přesto se nemusíme strachovat, že by nás na rovníku rotace Země „odmrštilaˮ do kosmického prostoru. O to, abychom se i nadále mohli pohybovat po povrchu Země, se postará naše planeta vlastní gravitací.

Přesto je v důsledku odstředivé síly rotující Země a jejího vyboulení v oblasti rovníku slabší účinek gravitace, což se projevuje i tím, že je zde menší tíhové zrychlení (hodnota 9,78 m.s^-2 pro rovník a na pólech dosahuje 9,832 m.s^-2). I když se nám mohou zdát rozdíly malé, mají celou řadu reálných důsledků. Například chod kyvadlových hodin se směrem k pólům zrychluje a naopak směrem k rovníku se zpomaluje. Vlastnosti narůstající obvodové rychlosti (a naopak klesající tíhové síly) směrem k rovníku využívají kosmické agentury lokací míst, odkud vypouštějí své rakety. Nejvýhodnější jsou polohy blízko rovníku. I z tohoto důvodu má Francie a s ní i Evropská unie svoji hlavní kosmickou základnu ve Francouzské Guayaně.

V průběhu historie Země se rychlost její rotace kolem vlastní osy měnila, přesně řečeno, zpomalovala se. Současná průměrná dlouhodobá rychlost zpomalování rotace v důsledku slapového tření činí 0,0017 s za století. Slapové tření má zejména na svědomí gravitační pole Měsíce. Například před 65-66 miliony (doba vyhynutí dinosaurů) let trval siderický den 23 hodin 36 minut, před 230 miliony let (objevení dinosaurů v triasu) 22 hodin 42 minut, v kambriu (500 milionů let) 21 hodin 18 minut. V době vzniku života na Zemi před 3,56 mld. let měl den necelých 9 hodin a na začátku vzniku Země (4,5 mld. lety) den trval kolem 6 hodin.

Kromě dlouhodobého zpomalování rotace Země kolem osy dochází k nepravidelným změnám, jakýmsi skokům v rychlosti rotace, které činí až několik tisícin sekundy. Příčinami těchto skoků bývají nejčastěji náhlé přesuny hmot uvnitř Země, které se projevují seismickou činností. Například v důsledku známého zemětřesení, které se odehrálo 26. 12. 2004 v jihovýchodní Asii, se rotace Země zpomalila o 2,7 mikrosekundy.

V rychlosti rotace Země lze vypozorovat i jisté cyklické změny. Nejznámější jsou ty, které souvisejí se sezónním rozložením vzduchových hmot, změnami v cirkulaci vzduchu, rozložením sněhové pokrývky a vegetace. Amplituda roční periody těchto změn činí 0,022 s. Kromě toho se v dalších cyklech ovlivňujících rotaci Země projevuje například:

a) půlroční kolísání gravitačního síly Slunce vzhledem k výstřednosti oběžné dráhy Země (amplituda 0,010s);

b) půlměsíční kolísání gravitačního síly Měsíce vzhledem k výstřednosti jeho oběžné dráhy (amplituda menší než 0,001 s);

c) 18,6 roční kolísání v důsledku stáčení roviny oběžné dráhy Měsíce (amplituda 0,15 s).

Bylo by ovšem chybou myslet si, že musí nutně docházet jen ke zpomalování. Rotaci například zrychluje odledňování polárních oblastí a mohou ji zrychlit i některé projevy tektoniky.

Všechny výše uvedené vlivy ve svém důsledku způsobují změnu rychlosti rotace Země a tím i délku trvání dne a tedy i počítání času. Proto, aby se tzv. koordinovaný světový čas (UTC) sloužící jako základ pro náš občanský čas, který je založen na měření času atomovými hodinami (a není tudíž závislý na rotaci Země), dal používat v praktickém životě, dochází k jeho korekci.

Naroste-li odchylka mezi rotací Země a UTC o více než 0,9 s, pak je nejbližšího 30. června nebo 31. prosince přidána či ubrána přestupná sekunda, takže příslušné dny mají podle potřeby buď 23 hodin 59 minut 60 sekund, nebo 23 hodin 59 minut 58 sekund. O tom, zda bude v příslušném termínu přestupná sekunda „použitaˮ, rozhoduje na základě měření rotace Země služba International Earth Rotation and Reference Systems Service.

Fotografie v perexu: zdroj Wikimedia Commons, autor Anton Yankovyi - vlastní dilo, CC BY-SA 4.0