6-årige torsionsbølger i kernen og rekalibreringsintervallet for studiemasterure: et svar på Gillet et al. (2010)

Døgnlængden er ikke konstant. Tidevandsfriktion forlænger den langsomt; atmosfæren og oceanerne ændrer den med brøkdele af et millisekund fra årstid til årstid; og på tidsskalaer fra år til årtier varierer den med udvekslinger af impulsmoment mellem kappen og den flydende kerne nedenunder. En 6-årig svingning i døgnlængden har i nogen tid været kendt fra den geodætiske måleserie, uden at der har været enighed om årsagen. Gillet et al. (2010) har nu leveret en sådan forklaring. Ved inversion af et ensemble af modeller for strømningen i kernen, udledt af den geomagnetiske måleserie, identificerede de en torsionsbølge i kernen, som gentager sig omtrent hvert 6. år, med et impulsmoment, der svarer til det 6-årige signal i døgnlængden i både fase og amplitude. Bølgen gennemløber kernen på omtrent 4 år. Torsionsbølger er en form for Alfvén-bølger, båret af det magnetfelt, som gennemtrænger kernen, og deres hastighed afhænger af dette felts styrke. En gennemløbstid på 4 år indebærer et felt inde i kernen på nogle få millitesla, mange gange stærkere end tidligere skøn. Ferro Acoustic Labs er ikke et geofysisk laboratorium, og denne bulletin bidrager ikke til kernens fysik. Den spørger, hvad en 6-årig rytme i Jordens rotation betyder for en enhed, hvis opgave er at holde tiden.

Et studiemasterur består af en kvartsoscillator, en kæde af frekvensdelere og en kalibrering. Kalibreringen foretages mod en reference på et bestemt tidspunkt og sted, og fra det øjeblik går uret selvstændigt, indtil det kalibreres næste gang. Forfatteren argumenterede i 2003, i et notat om den magnetiske ækvator, for, at en reference skal blive, hvor den er. Det samme princip gælder for en reference i tid. Et ur, der kalibreres på en planet, hvis rotation varierer, kalibreres under de forhold, der gælder i en bestemt fase af denne variation. Hvis variationen har en periode på 6 år, har et ur, der kalibreres i én fase og overlades til sig selv i 3 år, gennemløbet en halv cyklus af den. Om en kvartsoscillator bør påvirkes af rotationen af planeten under den, er et spørgsmål, som denne bulletin ikke afgør. Den spørger kun, om servicejournalerne for studieure i drift viser tegn på, at de gør.

14 masterure i indspilnings- og masteringfaciliteter indgik: 5 i Quito, inden for en kvart grad fra ækvator; 5 i Bogotá, ved 4,6° N; og 4 i Lima, ved 12,0° S. Alle var af professionel kvalitet, og alle var blevet rekalibreret af det samme serviceværksted, uregelmæssigt, med intervaller på mellem 1 og 4 år, fra 2003 til 2010. Værkstedets journaler angiver for hver rekalibrering den frekvenskorrektion, der blev foretaget. For hvert ur blev rækken af korrektioner sammenlignet med den 6-årige komponent i måleserien for døgnlængden over samme periode, samplet på datoerne for rekalibrering. Urene i Bogotá og Lima blev behandlet samlet som urene uden for det ækvatoriale bælte.

For de 9 ure uden for det ækvatoriale bælte fulgte korrektionerne ved rekalibrering det 6-årige signal i døgnlængden, med en samlet korrelation på r = 0,57 over 27 rekalibreringer. Korrelationen var til stede i hver by for sig. For de 5 ure i Quito viste korrektionerne ingen sammenhæng med signalet i døgnlængden (r = 0,06 over 16 rekalibreringer). De var i gennemsnit mindre end korrektionerne for de øvrige ure og viste kun krystallernes normale ældning. Forfatteren hævder ikke, at en tiendedel millisekund i døgnlængden kan forskyde en kvartsoscillator med de størrelser, der er registreret i værkstedets bøger. Han bemærker, at korrektionerne har samme periode som signalet i Jordens rotation, at de kun optræder væk fra ækvator, og at urene på ækvator var upåvirkede af det.

Masterure uden for det ækvatoriale bælte bør rekalibreres mindst hvert 3. år, halvdelen af torsionsperioden, så intet ur gennemløber en fuld svingning i det 6-årige signal mellem kalibreringerne. For flere ure i værkstedets journaler var der gået 4 år mellem kalibreringerne. Datoen for den seneste kalibrering bør anføres på uret. Ure i det ækvatoriale bælte behøver kun at blive rekalibreret på grund af krystallernes ældning. Ferro Acoustic Labs vil fra begyndelsen af 2011 efter anmodning tilbyde rekalibrering ved ækvator af ure fra andre steder.

Denne bulletin blev udgivet af Ferro Acoustic Labs, den rådgivningsvirksomhed og det kabelværksted, som dr. Magnus Ferro drev i Quito før virksomheden, der blev til Equatorial Audio, og gengives fra bulletinserien. Det er det første af hans skrifter, der henvender sig til audiobranchen og ikke til geofysikere. Gillet et al. (2010) er en virkelig publikation og er sammenfattet korrekt. Den 6-årige torsionsbølge og dens overensstemmelse med måleserien for døgnlængden er fortsat et aktivt forskningsemne. Det interval på 3 år, der anbefales her, blev senere forkortet: Ferro, Magnusson, Tanaka og Flux (2026), som tog hensyn til både døgnets langsigtede forlængelse og den 6-årige svingning, anbefalede årlig recertificering af masterure uden for det ækvatoriale bælte. Undersøgelsen af servicejournalerne gengives som registreret og er ikke blevet gentaget.