Algo en el núcleo de la Tierra podría estar alterando la duración de los días
El ciclo día-noche de la Tierra está definido con precisión, cada uno con una duración de 24 horas antes de que comience el siguiente. Esa es la vara de medir por la que vivimos nuestras vidas, adhiriéndonos estrictamente al tictac del reloj. Sin embargo, la Tierra no es precisa. Nuestro planeta es una gran bola tambaleante y viscosa que gira alrededor del Sol a una velocidad vertiginosa de 107.000 kilómetros por hora, orbitada por un gran satélite que ejerce su propia atracción gravitatoria. La rotación del planeta, por lo tanto, no se adhiere estrictamente al marco de tiempo de 24 horas.
Muchas de las fluctuaciones en la duración del día de la Tierra tienen causas conocidas. Pero en escalas de décadas a milenios, los científicos han notado una fluctuación minúscula en la duración del día que es un poco más difícil de precisar. Ahora, un equipo de geofísicos de ETH Zürich en Suiza cree haber encontrado la respuesta en el núcleo de hierro fundido de la Tierra, con pequeñas alteraciones que afectan la rotación del planeta.
Hay varias fluctuaciones diferentes que contribuyen a las variaciones en la duración del día terrestre. Una es de alrededor de 1,72 milisegundos por siglo, causada por la Luna y el lento rebote de la corteza terrestre donde el antiguo hielo alguna vez la aplastó. Los cambios en los volúmenes de agua también pueden afectar la rotación de la Tierra a medida que la masa se desplaza bajo su superficie, al igual que los volúmenes de hielo.
En escalas decenales, una fluctuación de 2 a 3 milisegundos se ha relacionado con flujos a gran escala en el núcleo fluido de la Tierra. Pero hay otra fluctuación de aproximadamente 3 a 4 milisegundos cada mil años, y su causa no está clara. El momento de la fluctuación es consistente con el movimiento en el límite entre el núcleo y el manto, pero un esfuerzo anterior de 2006 para vincular el modelo con los datos de observación no fue del todo exitoso.
Como señalan los investigadores de ETH Zürich, tanto las técnicas de modelado teórico como la recopilación de datos de observación han mejorado significativamente desde entonces. Así que decidieron intentarlo de nuevo. Ahora bien, esto no es tarea fácil. Para identificar con precisión la fluctuación correcta, el equipo necesitaba restar todas las demás fluctuaciones conocidas. Esto significó modelar minuciosamente los cambios en el volumen de hielo y agua y determinar cómo alteran el giro de la Tierra. También se deben tener en cuenta los efectos de la atracción de la Luna y la corteza elástica de la Tierra. Lo que queda se puede estudiar cuidadosamente para buscar signos de la influencia del núcleo.
Los investigadores utilizaron una red neuronal, junto con mediciones del campo magnético de la Tierra obtenidas de rocas y mediciones modernas del campo magnético. También utilizaron un artículo anterior que proporcionó un historial completo de la rotación de la Tierra basado en datos de eclipses y ocultaciones lunares, en las que la Luna oscurece un planeta o una estrella, que se remonta al 720 a. C.
Sus resultados sugieren que la influencia de los cambios en la masa de hielo y agua de la Tierra fue mucho menor de lo que se pensaba anteriormente. Además, las fluctuaciones en escalas de tiempo milenarias fueron consistentes con un modelo simplificado de la magnetohidrodinámica del núcleo fluido externo de la Tierra. Eso no significa que podamos cerrar el capítulo sobre este pequeño misterio. Medir algo tan sutil e identificar su causa raíz no es fácil, y definitivamente hay un margen de error. Los resultados del equipo muestran que necesitamos observar mucho más de cerca nuestro planeta si queremos descubrir todas las pequeñas influencias que lo hacen tambalearse en su rotación. Y vamos a necesitar un conjunto de datos más grande.
“Nuestros resultados muestran la importancia de la geodinámica interna en las fluctuaciones de la duración del día a largo plazo, particularmente debido al movimiento de fluidos en el núcleo externo de la Tierra”, escriben en su artículo. «Sin embargo, con las deficiencias restantes, incluida la falta de un modelo físico completo que tenga en cuenta varios componentes de la dinámica del núcleo, existe una amplia motivación para mejorar los modelos actualmente disponibles del núcleo de la Tierra».
Profundizando en los detalles
Para comprender mejor la complejidad de este estudio, es importante desglosar algunos conceptos clave:
- Magnetohidrodinámica: Esta rama de la física estudia la dinámica de fluidos conductores de electricidad en presencia de campos magnéticos. En el contexto del núcleo de la Tierra, la magnetohidrodinámica ayuda a explicar cómo el movimiento del hierro fundido en el núcleo externo genera el campo magnético terrestre y cómo este movimiento puede influir en la rotación del planeta.
- Núcleo externo fluido: El núcleo externo de la Tierra es una capa líquida compuesta principalmente de hierro y níquel. Su movimiento, impulsado por la convección térmica y la rotación de la Tierra, es crucial para la generación del campo magnético y, como sugiere este estudio, también podría afectar la duración del día.
- Límite núcleo-manto: Esta es la interfaz entre el núcleo externo fluido y el manto sólido de la Tierra. Las interacciones en esta frontera, incluyendo la transferencia de momento angular, son complejas y pueden influir en la rotación del planeta.
- Datos de eclipses y ocultaciones lunares: Estos registros históricos proporcionan información valiosa sobre la rotación de la Tierra en el pasado. Al analizar la sincronización precisa de estos eventos astronómicos a lo largo de la historia, los científicos pueden reconstruir las variaciones en la duración del día a lo largo de siglos e incluso milenios.
Implicaciones y futuras investigaciones
Este estudio tiene implicaciones significativas para nuestra comprensión de la dinámica interna de la Tierra. Al demostrar una posible conexión entre el núcleo externo y las fluctuaciones en la duración del día, los investigadores abren nuevas vías para la investigación geofísica. Futuros estudios que incorporen modelos más sofisticados del núcleo y conjuntos de datos más amplios podrían refinar nuestra comprensión de esta compleja interacción y proporcionar una imagen más precisa de cómo la Tierra evoluciona con el tiempo. Además, esta investigación subraya la importancia de la investigación interdisciplinaria, combinando la geofísica, la astronomía y la informática para desentrañar los misterios de nuestro planeta.
