Por qué las 24 horas cambian un poco: el papel del núcleo interno y el manto de la Tierra

• Los días cambian en unos pocos milisegundos
• El núcleo líquido se acelera, el manto se desacelera y viceversa
• El momento de torsión gravitacional del núcleo interno afecta a la manto
• El equilibrio entre la gravedad y la fricción limita los cambios en la duración del día

Para la mayoría de las personas, un día se percibe como un intervalo invariable de 24 horas, sin embargo, las mediciones muestran que la duración de los días terrestres cambia en fracciones de milisegundo. Tales desviaciones se registran mediante métodos astronómicos y geofísicos de alta precisión, que permiten rastrear cómo cambia la velocidad de rotación del planeta.

En los últimos treinta años, los científicos han descubierto que el núcleo externo líquido de la Tierra gira a una velocidad variable. El campo magnético del planeta, generado por el movimiento de esta capa, indica que en varias décadas el núcleo puede acelerarse y luego desacelerarse. Al mismo tiempo, se observan cambios opuestos en el manto: una masa de roca de aproximadamente 3000 km de grosor, que incluye la corteza terrestre.

Intercambio de momento angular

Este intercambio mutuo de velocidad se explica por la ley de conservación del momento angular total de la Tierra. Cuando el núcleo externo se acelera, el manto se desacelera ligeramente, y viceversa. Incluso cambios insignificantes en la velocidad del manto pueden alterar la duración del día en unas pocas milésimas de segundo.

El mecanismo exacto de transferencia del momento angular entre las capas había permanecido desconocido durante mucho tiempo. En un estudio publicado el 23 de septiembre en la revista Naturaleza, físicos de la Universidad de Alberta – el estudiante de posgrado HuaiFeng Zhang y el profesor Mathieu Dumoulin – propusieron una explicación basada en el momento de torsión gravitacional.

Momento de torsión gravitacional y magnético

Los científicos mostraron que pequeños cambios en la velocidad de rotación del núcleo interno sólido, ubicado en el centro mismo del planeta, crean un momento de torsión gravitacional. Dado que el núcleo interno no es perfectamente esférico, su movimiento interactúa con las heterogeneidades de masa en el manto, causando una ligera aceleración o desaceleración de este último.

Al mismo tiempo, en la frontera entre el núcleo y el manto, actúa el llamado momento torsional de la frontera núcleo-manto. Este se debe a la fricción y la resistencia electromagnética, que contrarrestan la atracción gravitacional y limitan la magnitud del cambio en la duración del día.

Según las conclusiones de los investigadores, las oscilaciones observadas en la duración del día surgen del equilibrio entre estas dos fuerzas: el momento gravitacional y la resistencia en la frontera núcleo-manto. Cuando una de las fuerzas se intensifica, la otra compensa su influencia, manteniendo el momento angular total del planeta.

Además de explicar un fenómeno conocido desde hace tiempo, los resultados del trabajo proporcionan una visión de la dinámica de las capas más profundas de la Tierra. Los autores señalan que el núcleo interno se deforma de manera 'viscoelástica' en escalas de tiempo de décadas, lo que indica un comportamiento más flexible y móvil del núcleo planetario de lo que se había supuesto anteriormente.

Estas conclusiones abren nuevas oportunidades para el estudio de la geodinámica del planeta, ayudan a precisar los modelos de rotación de la Tierra y pueden tener consecuencias prácticas para los sistemas de navegación de alta precisión que dependen del tiempo exacto.

Fuente: ScienceDaily