Anstieg der Tageslänge beispiellos seit 3,6 Millionen Jahren Klimawandel bremst die Erde aus

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Die Tage werden länger – auch durch den Klimawandel. Zwar ist die Änderung winzig, doch eine aktuelle Studie zeigt, dass die Tageslänge in den letzten 3,6 Millionen Jahren höchstens einmal so „rasant“ gestiegen ist wie aktuell. Doch wie führt eine wärmere Erde zu längeren Tagen? Woher kennt man die Tageslänge vor Millionen Jahren? Und wie lang werden die Tage denn nun?

Dass ein Tag exakt 24 Stunden hat, ist nicht ganz korrekt. Tatsächlich weicht die reale Tageslänge von den standardisierten 86.400 Sekunden mal mehr und mal weniger ab – insgesamt natürlich verschwindend gering. Verantwortlich für die Schwankungen sind Effekte wie die Mondanziehung oder geophysikalische Prozesse im Erdinneren, an der Oberfläche und in der Atmosphäre.

Und auch der gegenwärtige Klimawandel nimmt Einfluss auf die Tageslänge: Wissenschaftler haben bereits gezeigt, dass sich unsere Tage derzeit klimabedingt mit einer Rate von 1,33 Millisekunden pro 100 Jahren verlängern. Grund dafür ist vor allem die Umverteilung der Masse zwischen Kontinenten und Ozeanen durch das Schmelzen der polaren Eisschilde und der Gebirgsgletscher. In einer neuen Studie wiesen die Studienleiter Mostafa Kiani Shahvandi von der Universität Wien und Prof. Dr. Benedikt Soja von der ETH Zürich nun nach, dass dieser rasante Anstieg der Tageslänge innerhalb der letzten 3,6 Millionen Jahre beispiellos ist.

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Die Erde als Eiskunstläuferin

„In unserer früheren Arbeit hatten wir gezeigt, dass aufgrund der beschleunigten Schmelze der polaren Eisschilde und der Gebirgsgletscher im 21. Jahrhundert der Meeresspiegel steigt, was die Erdrotation verlangsamt und daher die Tage verlängert – vergleichbar einer Eiskunstläuferin, die sich langsamer dreht, wenn sie die Arme ausstreckt, und schneller, wenn sie diese nah am Körper hält“, erklärt Shahvandi, Erstautor der Studie. „Unklar blieb damals jedoch, ob es auch früher schon Phasen gab, in denen das Klima die Tageslänge ähnlich rasant erhöht hat.“

Von Fossilien über den Meeresspiegel zu Schwankungen der Tageslänge

Um diese Frage zu beantworten, nutzten die beiden Wissenschaftler in ihrer aktuellen Studie die fossilen Überreste einzelliger Meeresorganismen, so genannte benthischer Foraminiferen. „Anhand der chemischen Zusammensetzung der Gehäuse der Foraminiferen kann man die Schwankungen der Meeresspiegel nachvollziehen und mathematisch die Schwankungen der Tageslänge ableiten“, erklärt der Erstautor vom Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität Wien.

Um robustere Schlussfolgerungen zu ziehen, verwendete das Forschungsteam einen speziellen probabilistischen Deep-Learning-Algorithmus, das so genannte physik-informierte Diffusionsmodell: „Dieses Modell erfasst die Physik der Meeresspiegeländerung, ist aber gleichzeitig robust gegenüber den großen Unsicherheiten in den Paläoklimadaten“, erläutert der Klimawissenschaftler und Geophysiker.

Das Ergebnis: Während der quartären Eiszeit (die vergangenen 2,6 Millionen Jahre) kam es durch das Anwachsen und Abschmelzen kontinentaler Eisschilde immer wieder zu großen Schwankungen der Tageslänge infolge von Meeresspiegel-Änderungen. „Nur einmal – vor etwa zwei Millionen Jahren – war die Veränderungsrate der Tageslänge fast vergleichbar, aber nie zuvor oder danach hat die planetare ‚Eiskunstläuferin‘ ihre Arme und den Meeresspiegel so schnell angehoben wie zwischen 2000 und 2020“, sagt Shahvandi.

Winzige Änderungen mit realen Konsequenzen

„Dieser rasche Anstieg der Tageslänge impliziert, dass die Rate des modernen Klimawandels zumindest seit dem späten Pliozän vor 3,6 Millionen Jahren beispiellos ist. Daher kann der derzeitig rasche Tageszeitanstieg hauptsächlich menschlichen Einflüssen zugeschrieben werden“, sagt Soja, Professor für Weltraumgeodäsie an der ETH Zürich. „Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts wird sich der Klimawandel sogar stärker auf die Tageslängen auswirken als der Mond. Auch wenn es sich nur um Millisekunden handelt, kann der Anstieg der Tageslänge in vielen Bereichen Probleme verursachen, etwa bei der präzisen Navigation im Weltraum, die genaue Informationen über die Erdrotation erfordert“, erläutert der Forscher.

Diese Studie von Shahvandi und Soja ist die erste, die Fossilarchive zur Erforschung der Geschichte klimabedingter Tageslängen-Änderungen untersucht. Sie bietet damit eine Verbindung zwischen vergangenen und zukünftigen klimatischen Auswirkungen auf die Erdrotation.

Originalpublikationen:

Kiani Shahvandi, M., Soja, B.: Climate-induced length of day variations since the Late Pliocene, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 131 (2026); DOI: 10.1029/2025JB032161

Kiani Shahvandi, M., Adhikari, S., Dumberry, M., Mishra, S., Soja, B.:The increasingly dominant role of climate change on length of day variations, Proceedings of the National Academy of Sciences, 121 (30), (2024); DOI: 10.1073/pnas.2406930121

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