Info Astronomy - Pernah merasa kalau waktu sehari 24 jam itu kurang cukup? Ternyata memang benar. Menurut penelitian terbaru, Bumi rupanya mengalami rotasi lebih cepat daripada yang terjadi dalam setengah abad terakhir, sehingga hari-hari kita menjadi sedikit lebih pendek dari biasanya.
Penasaran apa penyebabnya?
Kenapa Bumi Berotasi
Dalam astronomi, rotasi adalah gerakan berputar pada porosnya. Gerakan ini dialami juga oleh planet-planet lain selain Bumi. Penyebab adanya rotasi sendiri bisa ditarik ke proses pembentukan planet.
Tata surya kita terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, ketika awan padat debu dan gas antarbintang runtuh dan mulai berputar untuk membentuk Matahari. Setelah Matahari terbentuk, masih ada tuh sisa-sisa debu dan gasnya, sehingga terbentuk lah planet-planet.
Nah, berkat momentum sudut — yang pada dasarnya adalah “kecenderungan sebuah objek yang berputar, untuk terus berputar sampai ada sesuatu yang secara aktif mencoba menghentikannya”, planet-planet yang proses pembentukannya sudah berputar akan terus berputar hingga hari ini.
Berkat momentum sudut itu, planet kita telah berotasi selama miliaran tahun, membuat kita mengalami siang dan malam. Menariknya, rotasi planet Bumi kita tidak selalu berputar pada kecepatan yang sama.
Ratusan juta tahun yang lalu, Bumi berotasi sebanyak 420 kali untuk sekali mengorbit Matahari (sebagai perbandingan, saat ini Bum kita hanya berotasi 365 kali untuk sekali mengorbit Matahari). Hal ini dapat diketahui dengan melihat bukti dari memeriksa garis pertumbuhan pada fosil karang.
Meskipun periode hari berangsur-angsur melambat dari waktu ke waktu (sebagian disebabkan karena gravitasi Bulan menarik lautan Bumi, yang sedikit memperlambat rotasi planet kita), tetapi pada kenyataannya rotasi Bumi ternyata juga terkadang bisa lebih cepat, seperti yang terjadi pada 29 Juni 2022 kemarin.
Cara Melacak Waktu
Pada tahun 1950-an, para ilmuwan mengembangkan jam atom yang dapat menjaga waktu berdasarkan bagaimana elektron dalam atom cesium jatuh dari keadaan tereksitasi berenergi tinggi dan kemudian kembali ke keadaan normal.
Karena periode jam atom dihasilkan oleh perilaku atom yang tidak berubah ini, maka jam atom tidak akan terpengaruh oleh perubahan eksternal seperti perubahan suhu, cuaca, iklim, dan lain sebagainya seperti yang terjadi pada jam tradisional.
Nah, selama bertahun-tahun, para ilmuwan menemukan masalah: Jam atom yang sangat stabil itu rupanya sedikit bergeser dari waktu yang berjalan di seluruh dunia.
“Seiring berjalannya waktu, ada perbedaan bertahap antara waktu pada jam atom dan waktu yang diukur oleh astronomi, yaitu dengan posisi Bumi atau Bulan dan bintang-bintang,” kata Judah Levine, seorang fisikawan dari National Institute of Standards and Technology.
Pada dasarnya, satu tahun yang dicatat oleh jam atom sedikit lebih cepat dari tahun yang sama yang dihitung dari pergerakan Bumi. “Untuk menjaga perbedaan itu agar tidak terlalu besar, pada tahun 1972, keputusan dibuat untuk secara berkala menambahkan detik kabisat ke jam atom,” kata Levine.
Detik kabisat bekerja sedikit seperti hari kabisat yang ada pada akhir Februari setiap empat tahun sekali untuk "menebus" hari karena Bumi membutuhkan sekitar 365,25 hari untuk mengorbit Matahari. Tapi tidak seperti tahun kabisat, yang sudah pasti terjadi setiap empat tahun, detik kabisat tidak dapat diprediksi.
Didirikanlah lembaga International Earth Rotation and Reference Systems (IERRS) untuk mengawasi seberapa cepat planet ini berputar dengan mengirimkan sinar laser ke satelit untuk mengukur pergerakannya, bersama dengan teknik lainnya.
Ketika waktu yang diplot oleh gerakan Bumi mendekati satu detik tidak sinkron dengan waktu yang diukur oleh jam atom, para ilmuwan di seluruh dunia berkoordinasi untuk menghentikan jam atom tepat satu detik, pada pukul 11:59:59 malam pada tanggal 30 Juni atau 31 Desember, untuk memungkinkan jam astronomi untuk mengejar ketinggalan. Dan voila — itulah satu detik kabisat.
Rotasi Bumi Tidak Menentu
Seperti yang sudah dijelaskan di atas, detik kabisat tidak dapat diprediksi. Atau dengan kata lain, kita tidak tahu persis kapan penambahan satu detik waktu itu terjadi, atau kapan Bumi akan berotasi lebih cepat dari biasanya akan terjadi.
Makanya, pada 29 Juni 2022 kemarin, para ilmuwan dibuat bingung karena rotasi Bumi tiba-tiba diketahui terhitung lebih cepat 1,59 detik.
Lalu, kenapa bisa rotasi Bumi tiba-tiba menjadi lebih cepat?
Goyangan Chandler
Ada sejumlah alasan ilmiah yang dapat menjawab pertanyaan untuk kenapa terjadi rotasi Bumi yang lebih cepat secara tiba-tiba, mulai dari aktivitas seismik dan gerakan inti cair Bumi hingga mencairnya gletser yang artinya hanya ada sedikit beban di kutub.
Meski begitu, para ilmuwan meyakini bahwa ada hal lain yang berperan — "Goyangan Chandler". Pada dasarnya, ini adalah teori yang menjelaskan adanya fenomena pergerakan kutub geografis Bumi yang kecil dan tidak beraturan di seluruh permukaan planet.
Goyangan Chandler adalah komponen dari sumbu gerak rotasi sesaat Bumi, yang disebabkan ketika pergerakan kutub geografis Bumi bergerak melintasi permukaan seluruh planet, sehingga dapat menambah kecepatan rotasi Bumi kita.
Lalu, kenapa kutub geografis Bumi bergerak seperti itu? Jawaban singkatnya, hal itu terjadi karena Bumi bukan planet yang "mati" seperti Mars. Meskipun posisi kutub langit berubah secara bertahap selama 26.000 tahun karena presesi, gerakan kutub melintasi permukaan planet adalah sesuatu yang berjangka lebih pendek.
“Gerakan kutub disebabkan oleh proses geofisika dalam sistem Bumi, khususnya arus di lautan, angin di atmosfer, proses internal di dalam Bumi,” kata Leonid Zotov dari Sternberg Astronomical Institute of Lomonosov Moscow State University.
Para ilmuwan memperkirakan bahwa ada sesuatu yang sedang terjadi di dalam Bumi hingga ke inti dan mantel. Walau begitu, para ilmuwan belum begitu yakin kenapa hal itu terjadi, atau apa pemicunya, karena Bumi adalah sistem yang sangat kompleks.
Apa Dampaknya untuk Bumi?
Dampak langsung, terutama yang berhubungan dengan bencana, sebenarnya tidak ada. Jadi, selain periode waktu satu hari akan lebih cepat, dampak lainnya adalah para ilmuwan harus membuat aktivitas "drop second" atau pengurangan detik kabisat, lawan dari leap second yang merupakan penambahan detik kabisat (seperti yang dijelaskan di atas sebelumnya).
IERRS menambahkan detik kabisat 28 kali sejak 1972 hingga 2016. Pada 28 Juli 2022, IERRS sempat menegaskan bahwa mereka tidak akan menambahkan detik kabisat pada akhir 2022, yang tidak mengherankan mengingat Bumi sekarang tampaknya semakin cepat.
Kemunginan besar, drop second tidak bisa dihindari dan akan terjadi pada tahun 2023 mendatang untuk menyinkronkan kembali waktu yang berjalan pada jam atom dengan waktu astronomis.
Masih berasa waktu sehari itu kurang? Coba tinggal di Venus, satu hari di sana lebih lama dari satu tahunnya.
Sumber:
- Jones, G. & Bikos, K. (2022). Earth Sets New Record for Shortest Day. Timeanddate.com.
- Malkin, Z., & Miller, N. (2010). Chandler wobble: two more large phase jumps revealed. Earth, planets and space, 62(12), 943-947.
- Zotov, L., Bizouard, C., Shum, C. K., Zhang, C., Sidorenkov, N., & Yushkin, V. (2022). Analysis of Earth’s polar motion and length of day trends in comparison with estimates using second degree stokes coefficients from satellite gravimetry. Advances in Space Research, 69(1), 308-318.