¿Cuánto duran realmente los días? Un estudio de la ETH Zürich desvela las causas detrás de las variaciones en la duración de los días.
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¿Cuántas veces damos por sentado que un día dura exactamente 24 horas? Si bien ese es el marco que usamos para organizar nuestras vidas, en realidad, la duración de los días no es fija. De hecho, ya te adelantamos hace meses que en el futuro los días podrían durar 25 h. A lo largo de décadas, siglos o milenios, este valor fluctúa, y los científicos llevan mucho tiempo investigando las causas. Ahora, un equipo de geofísicos de la ETH Zürich ha dado un paso más para desentrañar este misterio. Su investigación, publicada en la prestigiosa revista Geophysical Research Letters, sugiere que los procesos en el núcleo externo de la Tierra podrían estar detrás de algunas de estas variaciones.
Este estudio no solo utiliza herramientas modernas como redes neuronales Bayesianas, sino que también se apoya en registros históricos de eclipses y datos geomagnéticos. Sin embargo, los propios autores reconocen que su modelo es simplificado y que aún quedan muchos interrogantes abiertos. A continuación, te presentamos qué han descubierto estos investigadores, cómo lo han hecho y qué significa esto para nuestro entendimiento del planeta.
¿Por qué varía la duración de los días?
La duración de un día se define por el tiempo que tarda la Tierra en completar una rotación sobre su eje: 86.400 segundos, o 24 horas exactas. Sin embargo, este periodo fluctúa ligeramente debido a varios factores. Por ejemplo:
- Fricción por las mareas lunares: La atracción gravitatoria de la Luna ralentiza gradualmente la rotación de la Tierra, alargando los días a razón de 1,72 milisegundos por siglo.
- Rebote glacial: La corteza terrestre todavía se está ajustando tras el derretimiento de las enormes capas de hielo de la última glaciación, lo que también afecta la rotación.
- Movimiento de masas internas y externas: Cambios en los volúmenes de agua, glaciares y flujos en la atmósfera y los océanos también contribuyen a variaciones a menor escala.
Sin embargo, existen fluctuaciones adicionales, mucho más difíciles de explicar, que ocurren en escalas temporales más largas, como décadas o incluso milenios. En concreto, se han observado cambios de entre 3 y 4 milisegundos cada mil años, cuya causa exacta sigue siendo un misterio. Este nuevo estudio busca arrojar luz sobre esas variaciones.
¿Qué dice el estudio reciente?
El equipo de la ETH Zürich investigó específicamente las fluctuaciones milenarias en la duración del día (LOD, por sus siglas en inglés). Estas variaciones podrían estar relacionadas con los procesos dinámicos en el núcleo externo de la Tierra, una capa compuesta principalmente de hierro líquido. Su estudio combina herramientas modernas con datos históricos:
- Registros de eclipses: Utilizaron datos que datan del 720 a.C., recopilados de documentos históricos que registran ocultaciones lunares y eclipses solares.
- Datos geomagnéticos: También emplearon observaciones del campo magnético terrestre, tanto antiguas (extraídas de rocas) como modernas (medidas por satélites).
- Modelos computacionales avanzados: Implementaron redes neuronales Bayesianas para simular cómo los flujos de hierro líquido en el núcleo afectan el momento angular de la Tierra y, por ende, su rotación.
Los resultados muestran que las fluctuaciones en el núcleo son coherentes con las observaciones históricas de LOD, dentro de ciertos márgenes de error. Sin embargo, el modelo no incluye todos los factores dinámicos posibles, lo que deja espacio para mejoras.
¿Cómo funciona el núcleo terrestre?
El núcleo de la Tierra se divide en dos partes: un núcleo externo líquido, compuesto principalmente de hierro y níquel, y un núcleo interno sólido. El flujo de materiales en el núcleo externo genera el campo magnético terrestre y afecta la rotación del planeta de varias maneras:
- Magnetohidrodinámica (MHD): Es el estudio de cómo los campos magnéticos interactúan con fluidos conductores como el hierro líquido. Según este modelo, las variaciones en el flujo del núcleo externo pueden cambiar la distribución de masa y alterar ligeramente la velocidad de rotación de la Tierra.
- Ondas en el núcleo: Se han propuesto varios tipos de ondas, como las ondas MAC (Magneto-Archimedes-Coriolis), para explicar las fluctuaciones en LOD. Sin embargo, este nuevo estudio descarta que estas ondas puedan justificar los cambios milenarios observados, ya que su amplitud es mucho menor que las variaciones medidas.
En general, los resultados respaldan la idea de que los flujos tangenciales en el núcleo externo son responsables de las fluctuaciones milenarias, aunque se necesita un modelo más completo para confirmar estos hallazgos.
¿Es este un consenso en la comunidad científica?
Aunque los hallazgos del estudio son sólidos, no hay consenso total en la comunidad científica. Esto no significa que los resultados sean incorrectos, sino que este tipo de investigaciones suelen generar debates saludables. Algunos puntos clave a tener en cuenta:
- Respaldo científico: El estudio se ha publicado en una revista revisada por pares y utiliza técnicas avanzadas, lo que le otorga credibilidad. Además, la ETH Zürich es una institución de renombre en ciencias de la Tierra.
- Limitaciones: Los autores reconocen que su modelo es simplificado y no incluye todos los factores dinámicos del núcleo terrestre. Por ejemplo, no se considera la interacción entre el núcleo interno y el manto terrestre.
- Necesidad de más datos: Algunos científicos podrían cuestionar la precisión de los registros históricos de eclipses o las constantes utilizadas en los modelos. Sin embargo, el uso de herramientas modernas, como redes neuronales, refuerza la validez del enfoque.
En general, este trabajo representa un paso importante, pero no definitivo, hacia la comprensión de las fluctuaciones milenarias en LOD.
¿Y cuáles son las implicaciones de esta investigación sobre la alteración de la duración de los días?
Este estudio tiene varias implicaciones interesantes:
- Dinámica interna de la Tierra: Refuerza la importancia de los procesos en el núcleo externo para entender la rotación del planeta en escalas largas.
- Mejoras en los modelos: La investigación señala áreas donde se pueden mejorar los modelos actuales, como la inclusión de más factores dinámicos y datos más precisos.
- Relevancia para la geofísica: Estos hallazgos podrían ayudar a refinar otras áreas de estudio, como la predicción de fluctuaciones en el campo magnético terrestre o la comprensión de eventos tectónicos.
En el futuro, será crucial recopilar más datos y desarrollar modelos más complejos que integren todas las dinámicas del núcleo y el manto terrestre.
Referencias
- Kiani Shahvandi, M., Adhikari, S., Dumberry, M., Mishra, S., & Soja, R. (2024). Length of Day Variations Explained in a Bayesian Framework. Geophysical Research Letters. DOI: 10.1029/2024GL111148.
