La duración de los días de la Tierra ha aumentado y los científicos no saben por qué

Aunque los relojes de nuestros teléfonos indican que hay exactamente 24 horas en un día, el tiempo real que tarda la Tierra en completar una sola rotación varía ligeramente.
View From Stratosphere - Photo taken from the airplane to 120000 meters
RomoloTavani via Getty Images/iStockphoto
View From Stratosphere - Photo taken from the airplane to 120000 meters

Un artículo de Matt King, director del ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, University of Tasmania y Christopher Watson, Senior Lecturer, School of Geography, Planning, and Spatial Sciences, University of Tasmania

Los relojes atómicos, combinados con mediciones astronómicas precisas, han revelado que la duración del día se está alargando, sin que los científicos entiendan por qué. Esto tiene repercusiones críticas no sólo en nuestra forma de medir el tiempo, sino también en el GPS y otras tecnologías que rigen nuestra vida moderna.

En las últimas décadas, se ha acelerado la rotación de la Tierra alrededor de su eje, que determina la duración del día. Esta tendencia ha hecho que nuestros días se acorten. De hecho, en junio de 2022 establecimos un récord del día más corto del último medio siglo.

Pero a pesar de este récord, desde 2020 cambió la tendencia y parece que la rotación de la Tierra se ha ralentizado: los días vuelven a ser más largos, y la razón es, hasta ahora, un misterio.

Aunque los relojes de nuestros teléfonos indican que hay exactamente 24 horas en un día, un día rara vez corresponde exactamente al número mágico de 86 400 segundos. El tiempo real que tarda la Tierra en completar una sola rotación varía ligeramente. Estos cambios se producen en periodos que van desde millones de años hasta casi instantáneamente; incluso los terremotos y las tormentas pueden influir.

El planeta en constante cambio

A lo largo de millones de años, la rotación de la Tierra se ha ido ralentizando debido a los efectos de fricción asociados a las mareas impulsadas por la Luna. Este proceso añade unos 2,3 milisegundos a la duración de cada día por siglo. Hace unos miles de millones de años, un día terrestre duraba sólo unas 19 horas.

Durante los últimos 20 000 años, otro proceso ha funcionado en sentido contrario, acelerando la rotación de la Tierra. Nos referimos a que, cuando terminó la última edad de hielo, el derretimiento de las capas de hielo polares redujo la presión en la superficie, y el manto de la Tierra comenzó a moverse constantemente hacia los polos.

Al igual que un bailarín de ballet gira más rápido cuando acerca sus brazos al 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 acorta cada día en unos 0,6 milisegundos cada siglo.

Durante décadas e incluso más, la conexión entre el interior y la superficie de la Tierra también entra en juego. Los grandes terremotos pueden cambiar la duración del 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 cantidad relativamente pequeña: 1,8 microsegundos.

Aparte de estos cambios a gran escala, en períodos más cortos el tiempo meteorológico y el clima también tienen importantes impactos en la rotación de la Tierra, causando variaciones en ambas direcciones.

Los ciclos quincenales y mensuales de las mareas mueven la masa alrededor del planeta, provocando cambios en la duración del día de hasta un milisegundo en cualquier dirección. Podemos ver las variaciones de las mareas en los registros de la 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 desempeñan un papel clave. La capa de nieve y las precipitaciones estacionales o la extracción de agua subterránea alteran aún más las cosas.

¿Por qué la Tierra se ralentiza de repente?

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

Una comparación entre estas estimaciones y un reloj atómico ha revelado una duración del día cada vez más corta en los últimos años.

Pero hay un hallazgo sorprendente una vez que quitamos las fluctuaciones de la velocidad de rotación que sabemos que ocurren debido a las mareas y los efectos estacionales. A pesar de que la Tierra alcanzó su día más corto el 29 de junio de 2022, la tendencia largo plazo parece haber pasado de acortarse a alargarse desde 2020. Este cambio no tiene precedentes en los últimos 50 años.

La razón no está clara. Podría deberse a cambios en los sistemas meteorológicos, con eventos consecutivos de La Niña, aunque ya han ocurrido antes. Podría tratarse de un mayor derretimiento de las capas de hielo, aunque éstas no se han desviado mucho de su constante ritmo de deshielo en los últimos años. ¿Podría estar relacionado con la enorme explosión del volcán de Tonga que inyectó enormes cantidades de agua en 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 periodo de unos 430 días. Las observaciones de los radiotelescopios también muestran que el bamboleo ha disminuido en los últimos años. Ambos podrían estar relacionados.

Una última posibilidad, que nos parece plausible, es que no haya cambiado nada específico dentro o alrededor de la Tierra. Podría tratarse simplemente de efectos de marea a largo plazo que trabajan en paralelo con otros procesos periódicos para producir un cambio temporal en la tasa de rotación de la Tierra.

¿Necesitamos un “segundo bisiesto negativo”?

Conocer con precisión la velocidad de rotación de la Tierra es crucial para una serie de aplicaciones: los sistemas de navegación, como el GPS, no funcionarían sin ella. Además, cada pocos años los cronometradores introducen segundos bisiestos en nuestras escalas de tiempo oficiales para asegurarse de que no se desajustan con nuestro planeta.

Si la Tierra pasara a tener días aún más largos, sería necesario incorporar un “segundo bisiesto negativo”, lo que no tendría precedentes y podría romper internet.

La necesidad de segundos bisiestos negativos se considera poco probable en estos momentos. Por el momento, podemos darnos por satisfechos con la noticia de que –al menos durante un tiempo– todos tenemos unos milisegundos más cada día.

Este artículo fue originalmente publicado en The Conversation