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Arctique : nouveau volcan et manque de brise-glaces américains // Arctic : new volcano and lack of American icebreakers

J’ai écrit à plusieurs reprises sur ce blog que nous connaissons mieux la surface de la planète Mars que les profondeurs de nos océans. En voici un nouvel exemple.
Au large des côtes de l’ouest et du nord de l’Alaska, des scientifiques à bord du Healy, le navire des garde-côtes américains, cartographiaient au mois de novembre 2024 les fonds marins de l’océan Arctique dans une zone encore inexplorée des mers des Tchouktches et de Beaufort. Long de 138 mètres, le Healy est le seul brise-glace de la garde côtière prévu pour des missions scientifiques.
Au cours de cette mission, les scientifiques ont découvert une nouvelle formation volcanique au fond des eaux océaniques. La structure se trouve à plus de 1 600 mètres sous la surface. Elle est donc trop profonde pour constituer un danger pour les personnes sur terre. Cependant, les chercheurs ont détecté un possible panache de gaz s’élevant de la structure et qui atteignait presque la surface. Le nouvel édifice volcanique et son panache de gaz ne devraient pas, non plus, présenter de risque pour les navires opérant dans la zone.
La mission du Healy s’intégrait dans un projet plus vaste visant à étudier les voies d’accès aux ports de la côte arctique de l’Alaska. Le projet est censé évaluer la nécessité d’établir des mesures d’acheminement des navires.
Source : The Independent.

 

Image de la structure volcanique découverte dans l’océan au large de l’Alaska (Source : US Coast Guard)

Avec le réchauffement climatique, l’Arctique devient de plus en plus stratégique. La fonte des glaces ouvre de nouvelles voies de navigation commerciales et militaires, notamment pour la Russie et la Chine. Il faudra absolument que les États-Unis et leurs partenaires soient prêts à affronter cette nouvelle situation. Pour le moment, ils ne le sont pas et ils sont très en retard par rapport à la Russie. En effet, à l’heure actuelle, les États Unis ne disposent que de deux deux brise-glaces polaires qui ne sauraient rivaliser avec la flotte de plus de 40 brise-glaces russes.
La garde côtière américaine est la seule à posséder deux brise-glace polaires depuis 1965. Selon une analyse réalisée en 2023, elle aurait besoin d’au moins quatre brise-glaces lourds et d’un nombre identique de brise-glaces de taille moyenne pour mener à bien ses missions dans l’Arctique et l’Antarctique.
Comme je viens de l’écrire, la garde côtière n’exploite que deux brise-glaces polaires : le Healy de classe moyenne (utilisé pour la mission ci-dessus) et le Polar Star, le seul brise-glace lourd de la flotte. Plusieurs brise-glaces plus petits viennent en aide au trafic sur les Grands Lacs et le long de la côte Est, mais ils ne sont pas conçus pour opérer dans les régions polaires. Le directeur du Polar Institute a déclaré : « Nous vivons une crise en ce moment, mais elle mijote depuis des décennies. Nous sommes arrivés à un point où les États-Unis ont moins de brise-glaces que la Chine. »
La situation est d’autant plus inquiétante que le Healy et le Polar Star sont actuellement hors service. Le 25 juillet 2024, le Healy a passé environ un mois dans l’Arctique (avec la découverte de l’édifice volcanique sus-mentionné) lorsqu’un incendie s’est déclaré dans le compartiment technique. L’incendie a été rapidement maîtrisé mais le Healy a dû retourner très prudemment à Seattle, son port d’attache. Le Polar Star, mis en service dans les années 1970, subit une maintenance majeure dans une cale sèche en Californie.
Les responsables de la Garde côtière américaine font également remarquer que dans l’Arctique, les ressources de sauvetage sont rares et que les eaux couvertes de glace rendent les missions de sauvetage périlleuses. Les équipages opérant dans les eaux polaires doivent donc être bien formés aux interventions d’urgence. L’exploitation responsable d’un navire comprend la réparation des systèmes avant de poursuivre la navigation dans les hautes latitudes. La Garde côtière a certes besoin de plus de brise-glaces, mais elle doit aussi se doter d’équipes capables d’assurer leur fonctionnement et leur maintenance.
Source : The Washington Times.

 

Le Healy et le Polar Star sont les deux seuls brise-glaces américains capables d’affronter l’Arctique (Crédit photo : U.S. Coast Guard)

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I have written several times on this blog that we know the surface of Mars better than the depths of our oceans. Here is another fact that proves it.

In November 2024, off the coast of western and northern Alaska, scientists aboard the Coast Guard Cutter Healy’s were in the area to conduct Artic Ocean seafloor mapping and survey uncharted waters of the Chukchi and Beaufort Seas. At 420 feet long, the Healy is the Coast Guard’s only icebreaker designed to support research.

Then, they found a new volcano-like formation deep in the ocean waters. The new structure sits more than 1,600 meters from the water’s surface. So, it is far too deep to pose a danger to those on land. However, the scientists detected a possible gas plume rising from the feature and the gas nearly reaches the surface.

The new mountain range or gas plume is also unlikely to pose any risk to vessels operating in the area.

The trip with the Healy was part of a larger project called the Alaskan Arctic Coast Port Access Route Study, which was enacted to evaluate the need for establishing vessel routing measures.

Source : The Independent.

The Arctic region is becoming increasingly strategic as melting ice opens new commercial and military transportation routes, including for Russia and China. Officials say the U.S. and its partners must be prepared. For the moment, they are not. Russia is ready for this mission while the U.S. is very late. The American two polar icebreakers cannot rival with Russia’s more than 40 icebreakers.

The U.S. Coast Guard has had the only U.S. polar icebreaking capability since 1965. According to a 2023 Coast Guard fleet analysis, it needs at least four heavy icebreakers and a similar number of medium icebreakers to carry out its Arctic and Antarctic missions.

The Coast Guard operates only two polar icebreakers: the medium-class Cutter Healy (mentioned in the above text) and the Polar Star, the sole heavy icebreaker in the fleet. Several smaller icebreakers support maritime traffic on the Great Lakes and along the East Coast, but they are not capable of operating in polar regions. Said the director of the Polar Institute : “It’s definitely a crisis right now, but it’s something that has been decades in the making. We’re at a point right now where the U.S. has fewer icebreakers than China.”

The Healy and the Polar Star are currently out of action. On July 25th, 2024, the Healy was about a month into its summer Arctic patrol when a fire broke out in the engineering compartment. The fire was quickly extinguished, but the Healy had to return to its home port of Seattle.The Polar Star, commissioned in the 1970s, is undergoing major maintenance at a dry dock in California.

Coast Guard officials aslo warn that in the Arctic, there are few rescue resources, and ice-covered waters make it difficult for rescue assets. Crews operating in polar waters must be well-trained for emergency response, and responsible operation includes addressing any system degradation on a vessel before continuing operations in the high latitudes. The Coast Guard needs more icebreakers, but it’s got to figure out how to crew them and operate them and maintain them.

Source : The Washington Times.

29P, une comète volcanique froide // 29P, a cold volcanic comet

Une mystérieuse comète volcanique vient de se réveiller avec quatre éruptions majeures en moins de 48 heures. Elle a pulvérisé suffisamment de matière glacée pour devenir presque 300 fois plus brillante que la normale. Les dernières éruptions, les plus importantes depuis plus de trois ans, ne font qu’accroître la confusion sur le moment et la raison pour laquelle la comète explose.
La comète, connue sous le nom de 29P/Schwassmann-Wachmann (ou, plus simplement, 29P), est un objet fait de glace, d’environ 60 kilomètres de diamètre et une longueur trois fois plus grande que l’île de Manhattan à New York. C’est l’une des quelque 500 comètes baptisées « centaures » qui passent toute leur existence à l’intérieur du système solaire interne. En plus, 29P fait également partie d’un groupe encore plus rare, connu sous le nom de comètes cryovolcaniques, donc à lave froide.
Les comètes cryovolcaniques sont constituées d’une coquille remplie de glace, ou noyau, ainsi que de poussière et de gaz. Lorsque la comète absorbe suffisamment de rayonnement solaire, son intérieur de glace s’échauffe. La pression augmente à l’intérieur du noyau jusqu’à ce que la coquille se fissure et que l’intérieur de glace de la comète, ou cryomagma – mélange de monoxyde de carbone et azote gazeux, de glaces et d’hydrocarbures liquides – se disperse dans l’espace. Après une éruption, la chevelure – ou coma – de la comète, un nuage de cryomagma, se dilate, ce qui fait que la comète prend un aspect beaucoup plus brillant car elle réfléchit davantage les rayons du soleil.
Le 2 novembre 2024, 29P a connu sa première éruption majeure depuis près de deux ans. Elle a été rapidement suivie de trois autres plus importantes en moins de 48 heures. Les quatre éruptions ont expulsé un nuage de débris qui a réfléchi 289 fois plus de lumière que le noyau de la comète. Les scientifiques pensent qu’à mesure que la coma va se dilater, elle prendra peut-être une forme inhabituelle.
L’éruption du 2 novembre est la première éruption majeure de 29P depuis novembre 2022, époque où la comète a envoyé plus d’un million de tonnes de débris dans l’espace. Il s’agit également de la plus grande explosion depuis septembre 2021, lorsque cinq explosions successives avaient été observées au sommet de la comète
En avril 2023, les scientifiques ont réussi à prévoir pour la première fois une éruption de 29P ; la comète a alors fait exploser son sommet « comme une bouteille de champagne ». Cependant, il est extrêmement difficile de prévoir les éruptions, car la plupart d’entre elles se produisent de manière très sporadique et aléatoire, un comportement que les chercheurs n’ont pas encore réussi à expliquer.
La plupart des comètes cryovolcaniques gravitent autour du Soleil sur des orbites très elliptiques qui les conduisent aux confins du système solaire pendant des décennies, des siècles, voire des millénaires. Ce n’est que lorsqu’elles reviennent dans le système solaire interne qu’elles commencent à exploser régulièrement avant d’être renvoyées dans le système solaire externe.
29P orbite de manière circulaire autour du Soleil une fois tous les 15 ans, à une distance semblable à celle entre le Soleil et Jupiter, ce qui signifie que la quantité de rayonnement solaire qu’elle absorbe reste en grande partie constante. En conséquence, elle devrait entrer en éruption assez régulièrement et uniformément. Toutefois, les observations détaillées de la comète au cours des dernières décennies montrent que ce n’est pas le cas, ce qui laisse supposer que quelque chose que nous ne connaissons toujours pas influence le moment de son éruption.
Comme 29P ne s’approche jamais du Soleil, elle ne laisse jamais pousser de queue, comme celle derrière Tshuminchan-ATLAS qui a illuminé notre ciel alors qu’elle ne s’était jamais autant approchée de la Terre depuis 80 000 ans en octobre 2024.
Source : Space.com.

 

Image de la comète 29P/Schwassmann-Wachmann prise par le télescope Spitzer de la NASA après une éruption majeure en 2003.

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A mysterious volcanic comet has just reawoken with four major eruptions in less than 48 hours. It sprayed out enough icy marerial to make the object appear almost 300 times brighter than normal, . The latest eruptionss, which are the largest in more than three years, add to the growing confusion about when and why the comet blows its top.

The comet, known as 29P/Schwassmann-Wachmann (29P), is a large icy object about 60 kilometers across and about three times the length of Manhattan. It is one of around 500 comets known as « centaurs » that spend their entire lives confined to the inner solar system. However, 29P is also part of an even rarer group, known as cryovolcanic, or cold volcano, comets.

Cryovolcanic comets consist of an icy shell, or nucleus, filled with ice, dust and gas. When the comet absorbs enough of the sun’s radiation, its frosty interior get superheated. Pressure builds within the nucleus until the shell cracks and the comet’s icy interior, or cryomagma, sprays into space. After an eruption, the comet’s coma, a cloud of cryomagma, expands, making the comet appear much brighter as it reflects more of the sun’s rays.

On November 2nd, 2024, 29P experienced its first major eruption for almost two years, which was quickly followed by three larger ones in less than 48 hours. The four eruptions expelled a cloud of debris that reflected 289 times more light than the comet’s nucleus. Experts predict that, as the coma expands, it could take on an unusual shape.

This was 29P’s first major eruption since November 2022, when it spewed more than 1 million tons of debris into space. It is also the largest outburst since September 2021, when the comet blew its top five times in quick succession.

In April 2023, scientists successfully predicted an eruption from 29P for the first time, when the comet popped its top « like a champagne bottle. » However, predicting eruptions is extremely difficult because most of them happen very sporadically and at random, a behaviour that researchers not been able to explain yet.

Most cryovolcanic comets orbit the sun on highly elliptical orbits that take them to the outer reaches of the solar system for decades, centuries or even thousands of years at a time. It is only when they race into the inner solar system that they start to regularly explode before being sent back to the outer solar system.

However, 29P orbits the sun once every 15 years and has a circular orbit around the sun at a similar distance from our homestar as Jupiter, meaning the amount of solar radiation it absorbs remains mostly constant. As a result, it should erupt fairly regularly and evenly. But detailed observations of the comet over the last few decades show that this is not the case, hinting that something unknown influences when it erupts.

Because 29P never gets close to the sun, it also never grows a tail, like the one that trailed behind Tshuminchan-ATLAS which lit up our sky as it made its closest approach to Earth for 80,000 years in October 2024.

Source : Space.com.

Groenland : des virus pour blanchir la glace et la neige// Greenland : viruses to whiten ice and snow

J’ai indiqué dans plusieurs notes sur ce blog que la fonte des calottes polaires et des glaciers est susceptible de libérer des virus dont certains sont inconnus et pourraient déclencher de nouvelles épidémies sur Terre.
Un article paru sur le site Live Science est moins alarmant et aborde un aspect différent des virus. En effet, des chercheurs de l’Université d’Aarhus au Danemark ont détecté des signes de virus géants sur la calotte glaciaire du Groenland qui pourraient contribuer à réduire certains impacts du réchauffement climatique. Ces virus, qui peuvent être jusqu’à 1 500 fois plus volumineux que les virus ordinaires, sont susceptibles d’attaquer les algues microscopiques qui assombrissent la glace du Groenland et la font fondre plus rapidement.
Les auteurs de la nouvelle étude, publiée en mai 2024 dans la revue Microbiome, espèrent que la compréhension de ces virus pourra ouvrir la voie à un contrôle naturel de la croissance des algues et, par conséquent, réduire la fonte de la glace. Les chercheurs n’ont pas encore déterminé l’efficacité de ces virus, mais en les étudiant davantage, ils espèrent pouvoir apporter des solutions à l’assombrissement des calottes glaciaires
Les algues qui se trouvent sur la glace du Groenland se développent au printemps et assombrissent certaines parties du paysage qui est habituellement d’un blanc immaculé. Les teintes plus foncées des algues réduisent l’albédo, autrement dit le réfléchissement de la lumière du soleil, et accélèrent la fonte de la glace.
Les chercheurs ont collecté des échantillons de glace noire et de neige rouge à différents endroits de la calotte glaciaire du Groenland en 2019 et 2020. Ils ont ensuite analysé l’ADN trouvé dans ces échantillons pour identifier des séquences de gènes présentant de fortes similitudes avec les virus géants qui appartiennent à la famille des Nucleocytoviricota phylum. Dans les microalgues pigmentées de la glace noire et de la neige rouge, les chercheurs ont trouvé pour la première fois des signatures de virus actifs.
Les algues font partie d’un écosystème complexe qui comprend également des bactéries, des champignons et des protistes, un ensemble d’organismes unicellulaires généralement minuscules qui ne rentrent pas dans les autres groupes. L’équipe danoise mènera des recherches plus approfondies afin de mieux comprendre l’écosystème dans son ensemble et pouvoir déterminer quels hôtes les virus infectent. Les chercheurs pourront alors s’assurer qu’ils attaquent effectivement les algues qui assombrissent la surface de la calotte glaciaire.
Source  : Live Science via Yahoo Actualités.

Ce n’est pas la première fois que les scientifiques attirent l’attention du public sur la présence d’algues qui colorient la glace et la neige et leur effet sur l’albédo. Dans un note rédigée le 5 mars 2020, j’indiquais que la neige avait pris une étonnante teinte rouge sur Eagle Island, une petite île au large de la pointe nord-ouest de l’Antarctique. Cette couleur était due à la présence dans la neige d’une algue microscopique, la Chlamydomonas nivalis qui fait en réalité partie de la famille des algues vertes. Elle est capable de résister à des températures extrêmes mais quand elle rougit, c’est qu’elle se défend. Elle produit des caroténoïdes pour se protéger des UV en les absorbant. Plus il y a du soleil, plus il fait chaud et plus cette algue se développe.

C’est, bien sûr, une conséquence du réchauffement climatique, mais cette couleur pourpre de la neige accélère également sa fonte. En effet, comme c’est le cas au Groenland, l’albédo est affaibli et la neige fond plus vite. Une étude parue dans la revue Nature en 2016 montrait déjà que la prolifération de cette algue au Groenland réduit de 13% le pouvoir réfléchissant de la glace pendant la saison chaude.J’ajoutais dans ma note du 5 mars 2020 que l’Antarctique n’a pas l’exclusivité de la Chlamydomonas nivalis. Elle est présente un peu partout dans le monde. Dans les Alpes, elle est surnommée : « algue des neiges » ou « sang des glaciers ».

Si des chercheurs réussissent à isoler des virus et démontrer leur capacité à consommer ces algues, ce sera forcément une bonne nouvelle pour tout l’univers polaire.

 

Exemple d’algues rouges sur la neige (Source: Ministry of Education and Science of Ukraine).

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I have indicated in several posts on this blog that the melting of polar ice caps and glaciers is likely to release viruses some of which are unknown and may trigger new epidemics on Earth.

This time, the piece of news is less alarming. Indeed, Arctic researchers at Aarhus University in Denmark have detected signs of giant viruses living on the Greenland ice sheet that could help reduce some of the impacts of global warming. These viruses, which can be up to 1,500 times larger than regular viruses, might be attacking the microscopic algae that turn Greenland’s ice to brcomr darker and cause it to melt faster.

The authors of the new study, published May 2024 in the journal Microbiome, hope that understanding these viruses could unlock ways to naturally control algae growth and, therefore, reduce ice melting.

The researchers do not know yet how specific the viruses are and how efficient thry would be, but by exploring them further, they hope to answer some of those questions.

Algae lies dormant on Greenland’s ice and blooms in spring, darkening parts of the usually white landscape. The darker shades reflect less sunlight than white snow and ice, which reduces the albedo and accelerates melting.

Researchers collected samples from dark ice, red snow in different locations on the Greenland ice sheet in 2019 and 2020. They then analyzed the DNA found within those samples to identify sequences of genes with high similarities to giant viruses, which belong to the Nucleocytoviricota phylum. In both the dark ice and red snow, the researchers found signatures of active giant viruses. And that is the first time they have been found on surface ice and snow containing a high abundance of pigmented microalgae.

The algae are part of a complex ecosystem that also includes bacteria, fungi and protists, a collection of typically small, unicellular organisms that don’t fit into the other groups. The Danish team will conduct further research so as to better understand the ecosystem as a whole, so they can determine which hosts the viruses are infecting and be sure that they are attacking the algae.

Source : Live Science via Yahoo News.

This is not the first time that scientists have drawn public attention to the presence of algae that color ice and snow and their effect on the albedo. In a note written on March 5th, 2020, I explained that the snow had taken on a stunning red hue on Eagle Island, a small island off the northwest tip of Antarctica. This color was due to the presence in the snow of a microscopic algae, Chlamydomonas nivalis which is actually part of the green algae family. It is able to withstand extreme temperatures but it blushes when it is defending itself.It produces carotenoids to protect itself from UV rays by absorbing them. The more sun there is, the warmer it is and the more this algae develops.
This is, of course, a consequence of global warming, but this purple color of the snow also accelerates its melting. Indeed, as is the case in Greenland, the albedo is weakened and the snow melts more quickly. A study published in the journal Nature in 2016 already showed that the proliferation of this algae in Greenland reduces the reflective power of ice by 13% during the warm season. I added in my post of March 5th, 2020 that Antarctica does not does not have the exclusivity of Chlamydomonas nivalis. It is present almost everywhere in the world. In the Alps, it is nicknamed: “snow algae” or “glacier blood”.

Fonte des glaces et mesure du temps sur Terre // Melting ice and measuring time on Earth

Pendant des siècles, pour mesurer le temps, l’être humain s’est basé sur la rotation de la Terre. Une rotation complète correspond à une journée de 24 heures, chaque heure contient 60 minutes, et chaque minute 60 secondes. La seconde était ainsi définie jusqu’en 1967. Mais il existe depuis cette date un autre système pour mesurer le temps, basé sur l’heure donnée par les horloges atomiques. Des technologies telles qu’Internet, le GPS et les réseaux de téléphonie mobile dépendent des signaux horaires extraordinairement précis de ces horloges.
Ces horloges atomiques définissent la seconde en termes de fréquence de la lumière impliquée dans une transition spécifique dans le césium atomique. La définition a été choisie de telle sorte que 86 400 secondes atomiques correspondent très étroitement à la durée d’un jour sur Terre – ce qui est la définition traditionnelle de la seconde. Cependant, la correspondance n’est pas exacte. Entre 1970 et 2020, la durée moyenne d’une journée sur Terre (la période de rotation de la Terre) était d’environ 1 à 2 ms plus longue que 86 400 s. Cela signifie que toutes les quelques années, un écart d’une seconde se crée entre le temps mesuré par la rotation de la Terre et le temps mesuré par une horloge atomique.
Depuis 1972, cet écart a été corrigé par l’insertion de 27 secondes intercalaires dans le temps universel coordonné (UTC). Ce processus de correction est compliqué par le fait que divers facteurs font varier la période de la Terre sur plusieurs échelles de temps différentes. Ainsi, des secondes intercalaires sont insérées lorsque cela est nécessaire, et non selon un calendrier régulier comme les années bissextiles. Neuf secondes intercalaires ont été insérées entre 1972 et 1979, par exemple, mais aucune n’a été insérée depuis 2016.
Depuis 2020 environ, la période moyenne de la Terre est tombée en dessous de 86 400 s. En d’autres termes, la rotation de la Terre semble s’accélérer. Cela est dû à l’intensification de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique, qui diminue la vitesse angulaire de la Terre. En effet, l’eau des pôles est redistribuée dans les océans,ce qui modifie le moment d’inertie de notre planète. Le moment cinétique étant conservé, ce changement entraîne une diminution de la vitesse angulaire. Cela retardera de trois ans la nécessité d’une seconde intercalaire négative. Une seconde intercalaire négative pourrait être nécessaire en 2029, mais elle pourrait être l’une des dernières car les métrologues ont décidé de supprimer la correction de la seconde intercalaire en 2035.
Source  : Médias d’information scientifique comme physicsworld.

Glaciers au Groenland Photo: C. Grandpey

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For centuries, to measure time, humans relied on the rotation of the Earth. A full rotation corresponds to a 24-hour day, each hour contains 60 minutes, and each minute 60 seconds. The second was thus defined until 1967. But since then there has been another system for measuring time, based on the time given by atomic clocks. Technologies such as the Internet, positioning systems and mobile-phone networks depend on the clocks’ extraordinarily  accurate time signals.

These atomic clocks define the second in terms of the frequency of light that is involved in a specific transition in atomic caesium. The definition was chosen so that 86,400 atomic seconds corresponds very closely to the length of a day on Earth – which is the traditional definition of the second. However, the correspondence is not exact. Between 1970 and 2020, the average length of a day on Earth (the period of Earth’s rotation) was about 1–2 ms longer than 86,400 s. This means that every few years, a second-long discrepancy builds up between time as measured by Earth’s rotation and time measured by an atomic clock.

Since 1972 this deviation has been corrected by the insertion of  27 leap seconds into co-ordinated universal time (UTC). This correction process is complicated by the fact that various factors cause Earth’s period to vary on a number of different time scales. So leap seconds are inserted when needed – not according to a regular schedule like leap years. Nine leap seconds were inserted in 1972–1979, for example, but none have been inserted since 2016.

Since about 2020 Earth’s average period has dipped below 86,400 s. In other words, Earth’s rotation appears to be speeding up. This is due to the increased melting of ice in Greenland and Antarctica which is decreasing the Earth’s angular velocity. This is because water from the poles is being redistributed throughout the oceans, thereby changing our planet’s moment of inertia. Because angular momentum is conserved, this change results in a decrease in angular velocity. This will postpone the need for a negative leap second by three years. A negative leap second could be needed in 2029, but it could be one of the last because metrologists have voted to get rid of the leap-second correction in 2035.

Source : Scientific news media like physics world.

https://physicsworld.com/