Schaltsekunde

Die Sekunde ist ursprünglich als 86400. Teil des mittleren Sonnentages festgelegt worden. Seit 1967 ist die Sekunde durch ein atomares Zeitnormal definiert. Weil damit die Zeitmessung von der Rotation der Erde abgekoppelt worden ist, muss die atomar festgelegte Weltzeit alle paar Jahre mit der Erdrotation synchronisiert werden. Dies geschieht beim Jahreswechsel mittels einer Schaltsekunde.

Die Gangunsicherheit der Erde basiert auf zwei Ursachen:

1. Gezeitenreibung
2. Massenverteilung

Gezeitenreibung

Alle Himmelskörper erzeugen auf der Erde ein umlaufendes Gezeitenfeld, wobei der Einfluss des Mondes überwiegt. Dieses Gezeitenfeld erzeugt eine periodische Verformung der Erde: die Kontinente werden gehoben und gesenkt, die Weltmeere sind bestrebt, ihre Oberfläche normal zum Gesamtfeld auszurichten. Dadurch entsteht eine um die Erde laufende Flutwelle, welche eine Abgabe von Drehimpuls vom System Erde (Eigendrehimpuls) an das System Erde-Mond (Bahndrehimpuls) zur Folge hat. Die Gezeitenreibung lässt die Erde langsamer rotieren und treibt den Mond von der Erde weg.

Massenverteilung

Im Gegensatz zur Gezeitenreibung, welche die Erdrotation durch Entzug von Drehimpuls verkleinert, kann die radiale Verschiebung von Masse die Erdrotation in kurzen Zeiträumen bei konstant gehaltenem Drehimpuls ändern. Wie bei der Pirouette nimmt die Winkelgeschwindigkeit zu, falls Masse zur Erdachse hin verschoben wird. Wandert Masse von der Erdachse nach aussen, nimmt die Drehzahl der Erde ab.

Folgende Vorgänge können Masse radial zur Erdachse verschieben:

• Konvektionsvorgänge im Erdmantel
• Abschmelzen der Eiskappen an den Polen
• Ansammlung von Wasserdampf in der Atmosphäre (El Nino)