Los relojes atómicos, combinados con mediciones astronómicas precisas, han revelado que la duración de un día se alarga repentinamente y los científicos no saben por qué.
Esto tiene impactos críticos no solo en nuestro cronometraje, sino también en cosas como el GPS y otras tecnologías que gobiernan nuestra vida moderna.
En las últimas décadas, la rotación de la Tierra alrededor de su eje, que determina la duración de un día, se ha acelerado. Esta tendencia ha ido acortando nuestros días; de hecho, en junio de 2022 establecimos un récord por el día más corto en el último medio siglo más o menos.
Pero a pesar de este récord, desde 2020 esa aceleración constante ha cambiado curiosamente a una desaceleración: los días se vuelven más largos nuevamente y la razón es hasta ahora un misterio.
Mientras que los relojes de nuestros teléfonos indican que hay exactamente 24 horas en un día, el tiempo real que tarda en La Tierra para completar una sola rotación varía muy ligeramente. Estos cambios ocurren durante períodos de millones de años o casi instantáneamente, incluso los terremotos y las tormentas pueden desempeñar un papel.
Resulta que un día rara vez es exactamente el número mágico de 86,400 segundos.
El planeta siempre cambiante
Durante millones de años, la rotación de la Tierra se ha ido desacelerando debido a los efectos de fricción asociados con las mareas impulsadas por la luna. Ese proceso agrega alrededor de 2.3 milisegundos a la duración de cada día cada siglo. Hace unos pocos miles de millones de años, un día de la Tierra tenía solo unos 19 horas.
Durante los últimos 20,000 años, otro proceso ha estado funcionando en la dirección opuesta, acelerando la rotación de la Tierra. Cuando terminó la última edad de hielo, el derretimiento de las capas de hielo polares redujo la presión superficial y el manto de la Tierra comenzó a moverse constantemente hacia los polos.
Así como un bailarín de ballet gira más rápido cuando lleva sus brazos hacia su cuerpo, el eje alrededor del cual gira, la velocidad de giro de nuestro planeta aumenta cuando esta masa de manto se acerca al eje de la Tierra. Y este proceso se acorta cada día en unos 0.6 milisegundos cada siglo.
Durante décadas y más, la conexión entre el interior y la superficie de la Tierra también entra en juego. Los grandes terremotos pueden cambiar la duración de un día, aunque normalmente en pequeñas cantidades. Por ejemplo, se cree que el Gran Terremoto de Tōhoku de 2011 en Japón, con una magnitud de 8.9, aceleró la rotación de la Tierra en una proporción relativamente pequeña. 1.8 microsegundos .
Aparte de estos cambios a gran escala, durante períodos más cortos el tiempo y el clima también tienen impactos importantes en la rotación de la Tierra, provocando variaciones en ambas direcciones.
Los ciclos de mareas quincenales y mensuales mueven masa alrededor del planeta, provocando cambios en la duración del día de hasta un milisegundo en cualquier dirección. Podemos ver variaciones de marea en registros de duración del día durante períodos de hasta 18.6 años. El movimiento de nuestra atmósfera tiene un efecto particularmente fuerte y las corrientes oceánicas también juegan un papel. La capa de nieve estacional y las lluvias, o la extracción de agua subterránea, alteran aún más las cosas.
¿Por qué la Tierra se está desacelerando repentinamente?
Desde la década de 1960, cuando los operadores de radiotelescopios de todo el planeta empezaron a idear técnicas para observar simultáneamente objetos cósmicos como cuásares, hemos tenido estimaciones muy precisas de la tasa de rotación de la Tierra.
Una comparación entre estas estimaciones y un reloj atómico ha revelado una duración del día aparentemente cada vez más corta en los últimos años.
Pero hay una revelación sorprendente una vez que eliminamos las fluctuaciones de la velocidad de rotación que sabemos que ocurren debido a las mareas y los efectos estacionales. A pesar de La Tierra alcanzando su día más corto el 29 de junio de 2022, la trayectoria a largo plazo parece haber pasado de acortarse a alargarse desde 2020. Este cambio no tiene precedentes en los últimos 50 años.
La razón de este cambio no está clara. Podría deberse a cambios en los sistemas meteorológicos, con eventos consecutivos de La Niña, aunque estos han ocurrido antes. Podría ser un aumento del derretimiento de las capas de hielo, aunque no se han desviado mucho de su tasa constante de derretimiento en los últimos años. ¿Podría estar relacionado con la explosión volcánica en Tonga? inyectando grandes cantidades de agua a la atmósfera? Probablemente no, dado que ocurrió en enero de 2022.
Los científicos han especulado que este reciente y misterioso cambio en la velocidad de rotación del planeta está relacionado con un fenómeno llamado “bamboleo de Chandler”, una pequeña desviación en el eje de rotación de la Tierra con un período de unos 430 días. Las observaciones de los radiotelescopios también muestran que la oscilación ha disminuido en los últimos años; los dos pueden estar vinculados.
Una última posibilidad, que creemos plausible, es que nada específico haya cambiado dentro o alrededor de la Tierra. Podrían ser simplemente efectos de marea a largo plazo trabajando en paralelo con otros procesos periódicos para producir un cambio temporal en la tasa de rotación de la Tierra.
¿Necesitamos un 'segundo bisiesto negativo'?
Comprender con precisión la velocidad de rotación de la Tierra es crucial para una gran cantidad de aplicaciones: los sistemas de navegación como el GPS no funcionarían sin ella. Además, cada pocos años, los cronometradores insertan segundos bisiestos en nuestras escalas de tiempo oficiales para asegurarse de que no pierdan la sincronización con nuestro planeta.
Si la Tierra cambiara a días aún más largos, es posible que debamos incorporar un "segundo bisiesto negativo"; esto no tendría precedentes y puede romper internet.
La necesidad de segundos intercalares negativos se considera poco probable en este momento. Por ahora, podemos dar la bienvenida a la noticia de que, al menos por un tiempo, todos tenemos algunos milisegundos adicionales cada día.
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