Planet Earth Sunrise

La duración del día de la Tierra ha aumentado misteriosamente, y los científicos no saben por qué

Las mediciones precisas muestran que la rotación de la Tierra se ha ralentizado misteriosamente desde 2020, lo que hace que los días sean más largos.

Precisas observaciones astronómicas, combinadas con relojes atómicos, han revelado un aumento repentino en la duración del día. Los científicos no saben por qué.

Esto tiene un gran impacto no solo en nuestro cronometraje, sino también en cosas como el GPS y otras tecnologías sofisticadas que gobiernan nuestra vida moderna.

La velocidad a la que la Tierra gira sobre su eje se ha acelerado en las últimas décadas. Dado que esto determina la duración de un día, esta tendencia ha ido acortando nuestros días. De hecho, establecimos el récord del día más corto en más de medio siglo en junio de 2022.

Sin embargo, a pesar de este récord, una aceleración constante se ha convertido extrañamente en una desaceleración desde 2020. Ahora, los días son cada vez más largos y, hasta ahora, la razón sigue siendo un misterio.

Si bien los relojes de nuestros teléfonos muestran que hay exactamente 24 horas en un día, el tiempo real que le toma a la Tierra completar una sola rotación puede variar ligeramente. Estos cambios a veces ocurren durante millones de años, a veces casi instantáneamente. Por ejemplo, incluso los eventos de terremotos y tormentas pueden desempeñar un papel.

Resulta que un día rara vez es el número mágico de 86.400 segundos.

planeta cambiante

La rotación de la Tierra se ha ralentizado durante millones de años debido a los efectos de fricción asociados con las mareas impulsadas por la luna. Este proceso aumenta la duración de cada día en aproximadamente 2,3 milisegundos cada 100 años. Hace miles de millones de años, un día terrestre tenía solo unas 19 horas.

Durante los últimos 20.000 años, otro proceso ha ido en la dirección opuesta, acelerando la rotación de la Tierra. Cuando terminó la última edad de hielo, el derretimiento de los casquetes polares redujo la presión superficial y el manto comenzó a moverse constantemente hacia los polos.

Así como los bailarines de ballet giran más rápido cuando extienden sus brazos hacia sus cuerpos, el eje de su rotación, la velocidad de rotación de nuestro planeta aumenta a medida que este manto se acerca al eje de la Tierra. Este proceso se está acortando en aproximadamente 0,6 milisegundos por día cada siglo.

Durante décadas o más, las conexiones entre el interior de la Tierra y su superficie también entran en juego. Los grandes terremotos pueden cambiar la duración de un día, aunque por lo general en una pequeña cantidad. Por ejemplo, se cree que el terremoto de magnitud 8,9 en Japón en 2011 aceleró la rotación de la Tierra en unos relativamente pequeños 1,8 microsegundos.

Además de estos cambios a gran escala, en períodos de tiempo más cortos, el tiempo y el clima también tienen efectos importantes en la rotación de la Tierra, lo que lleva a cambios en ambas direcciones.

Los ciclos de mareas quincenales y mensuales mueven masa alrededor de la Tierra, lo que hace que la duración de un día varíe hasta en un milisegundo en cualquier dirección. Podemos ver cambios de marea durante un registro de duración del día de hasta 18,6 años. El movimiento de nuestra atmósfera tiene una influencia particularmente fuerte y las corrientes oceánicas también juegan un papel. La nieve y la lluvia estacionales, o la extracción de agua subterránea, cambian aún más las cosas.

¿Por qué la tierra de repente se desaceleró?

Desde la década de 1960, cuando los operadores de radiotelescopios alrededor de la Tierra comenzaron a idear técnicas para observar simultáneamente objetos cósmicos como los cuásares, hemos tenido estimaciones muy precisas de la velocidad de rotación de la Tierra.

El uso de radiotelescopios para medir la rotación de la Tierra implica la observación de fuentes de radio como los cuásares. Crédito:

NASA
Fundada en 1958, la NASA es una agencia independiente del gobierno federal de los EE. UU. siguiendo al Comité Asesor Nacional para la Aeronáutica (NACA). Es responsable del programa espacial civil, así como de la investigación aeroespacial.su visión es "Descubrir y ampliar el conocimiento en beneficio de la humanidad." Sus valores fundamentales son "Seguridad, Integridad, Trabajo en Equipo, Excelencia e Inclusión."

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A comparison between these measurements and an atomic clock has revealed a seemingly ever-shortening length of day over the past few years.

But there’s a surprising reveal once we take away the rotation speed fluctuations we know happen due to the tides and seasonal effects. Despite Earth reaching its shortest day on June 29, 2022, the long-term trajectory seems to have shifted from shortening to lengthening since 2020. This change is unprecedented over the past 50 years.

The reason for this change is not clear. It could be due to changes in weather systems, with back-to-back La Niña events, although these have occurred before. It could be increased melting of the ice sheets, although those have not deviated hugely from their steady rate of melt in recent years. Could it be related to the huge volcano explosion in Tonga injecting huge amounts of water into the atmosphere? Probably not, given that occurred in January 2022.

Scientists have speculated this recent, mysterious change in the planet’s rotational speed is related to a phenomenon called the “Chandler wobble” – a small deviation in Earth’s rotation axis with a period of about 430 days. Observations from radio telescopes also show that the wobble has diminished in recent years. Perhaps the two are linked.

One final possibility, which we think is plausible, is that nothing specific has changed inside or around Earth. It could just be long-term tidal effects working in parallel with other periodic processes to produce a temporary change in Earth’s rotation rate.

Do we need a ‘negative leap second’?

Precisely understanding Earth’s rotation rate is crucial for a host of applications – navigation systems such as GPS wouldn’t work without it. Also, every few years timekeepers insert leap seconds into our official timescales to make sure they don’t drift out of sync with our planet.

If Earth were to shift to even longer days, we may need to incorporate a “negative leap second” – this would be unprecedented, and may break the internet.

The need for negative leap seconds is regarded as unlikely right now. For now, we can welcome the news that – at least for a while – we all have a few extra milliseconds each day.

Written by:

  • Matt King – Director of the ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, University of Tasmania
  • Christopher Watson – Senior Lecturer, School of Geography, Planning, and Spatial Sciences, University of Tasmania

This article was first published in The Conversation.The Conversation

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