A los fines prácticos decimos que un día dura 24 horas, el tiempo que le lleva a la Tierra rotar sobre su eje cumpliendo una vuelta completa. En realidad, hay factores diferentes en distintos momentos que influyen en la velocidad a la que rota nuestro planeta, y la ciencia todavía no los comprende del todo.
Los resultados de un nuevo trabajo publicado hoy en Nature podrían finalmente resolver al menos uno de los muchos misterios: cómo cambia la rotación de la Tierra cada determinada cantidad de décadas. Según el estudio los cambios entre décadas que se observan en la conducta de la Tierra tienen su origen en su interior profundo. Hay tres mecanismos, el gravitacional, el electromagnético y el acoplamiento topográfico, que compiten los unos con los otros para acelerar o frenar la rotación de la Tierra a lo largo de las décadas. Específicamente, el acoplamiento gravitacional o “torque” de gravedad entre el núcleo interior y el manto de la Tierra, crea diminutos cambios que los otros dos mecanismos frenan, según explicó el autor del trabajo Huifeng Zhang.
“Lo que me entusiasma particularmente es que estas informaciones de diferentes orígenes pueden combinarse para brindar una imagen más coherente del interior profundo de la Tierra, región que es extremadamente difícil para observar en directo”, le dijo a Gizmodo Zhang, estudiante del doctorado en la Universidad de Alberta, Canadá.
Cambios puntuales
Los científicos que estudian la rotación de la Tierra probablemente investigan diferentes factores según la escala de tiempo de que se trate. Por ejemplo, las variaciones a corto plazo están controladas por los cambios en las atmósferas y océanos, explicó Zhang. Por otra parte, las interacciones de marea con la Luna se dan a lo largo de millones de años. Las escalas de tiempo medio de varias décadas son relativas, y este nuevo trabajo se ocupa de ellas, pero durante mucho tiempo permanecieron envueltas en el misterio, señala Zhang.
“Nuestra motivación principal entonces era investigar las contribuciones relativas de los diferentes mecanismos de acoplamiento núcleo-manto a las variaciones observadas”, dijo. Para ello, Zan y su coautor y supervisor Mathieu Dumberry tomaron como referencia un trabajo anterior de 1988 que demostró que los intercambios de impulso angular entre el núcleo y el manto de la Tierra podían influir en la rotación de la Tierra.
Seleccionaron tres mecanismos posibles con probabilidades de influir en este intercambio. El acoplamiento gravitacional hace referencia a las interacciones gravitacionales entre el núcleo interno y el manto, y lo rápido que se deforma el primero. El acoplamiento electromagnético se refiere a la conductividad y grosor de una capa específica en la base del manto. Y finalmente, el acoplamiento topográfico depende de las irregularidades que surgen a lo largo del límite entre el núcleo y el manto.
Modelos que van a lo profundo
Para el estudio, Zhang y Dumberry utilizaron modelos estadísticos para evaluar las diferentes combinaciones de estos factores con respecto a observaciones reales de las últimas seis décadas. Así pudieron encontrar que el acoplamiento gravitacional ejercía la influencia más importante en los cambios de rotación de la Tierra. Los otros dos mecanismos parecían servir como una especie de amortiguador contra estos cambios.
“Esto sugiere que las interacciones que se dan en las profundidades de la Tierra pueden tener un importante rol en el aumento o disminución de velocidad de su rotación a lo largo de varias décadas”, explicó Zhang. Como cada mecanismo depende de propiedades físicas que todavía no se comprenden del todo, los resultados también podrían brindar limitaciones valiosas sobre varias de las propiedades del interior profundo de la Tierra”, añadió.
Los datos observacionales muestran que entre los inicios de la década de 1970 y el año 2021, los mecanismos impulsados por el núcleo alteraron muy levemente la duración del día en varios milisegundos. Un cambio diminuto, pero tangible. Es decir que los días en la Tierra se han acortado a lo largo del tiempo.
Un planeta cambiante
Este reciente trabajo se ocupa de las variaciones a lo largo de décadas. Como hay tantos factores que contribuyen a los cambios en la rotación de la Tierra, solo forma parte de un gran rompecabezas que implica entender la conducta de nuestro cambiante planeta. Hoy Zhang está investigando si estos mecanismos también podrían participar de otra observación, la oscilación de seis años en la duración de un día.
“Incluso los cambios más pequeños en la rotación de la Tierra pueden brindar valiosa información sobre procesos que ocurren a miles de kilómetros debajo de nuestros pies”, dijo. “Al combinar estas observaciones mejoradas con las mediciones de la rotación de la Tierra y el movimiento del núcleo interior esperamos desarrollar una imagen más detallada de cómo interactúan las capas profundas de la Tierra y cómo el movimiento que se da a miles de kilómetros de profundidad puede ocasionar cambios sutiles en la duración de un día”.
