Por que os dias mudam um pouco: o papel do núcleo interno e do manto da Terra
- Os dias variam em alguns milissegundos
- O núcleo líquido acelera, o manto desacelera e vice-versa
- O torque gravitacional do núcleo interno afeta o manto
- O equilíbrio entre gravidade e atrito limita as mudanças na duração do dia
Para a maioria das pessoas, um dia é percebido como um intervalo fixo de 24 horas, no entanto, medições mostram que a duração dos dias terrestres varia em frações de milissegundos. Essas variações são registradas por meio de métodos astronômicos e geofísicos de alta precisão, que permitem rastrear como a velocidade de rotação do planeta muda.
Nos últimos trinta anos, os cientistas descobriram que o núcleo externo líquido da Terra gira a uma velocidade variável. O campo magnético do planeta, gerado pelo movimento dessa camada, indica que ao longo de várias décadas o núcleo pode acelerar e depois desacelerar. Ao mesmo tempo, mudanças opostas são observadas no manto – uma camada maciça de rocha com cerca de 3000 km de espessura, que inclui a crosta terrestre.
Troca de momento angular
Essa troca mútua de velocidade é explicada pela lei da conservação do momento angular total da Terra. Quando o núcleo externo acelera, o manto desacelera ligeiramente, e vice-versa. Mesmo pequenas mudanças na velocidade do manto podem alterar a duração do dia em algumas milésimas de segundo.
O mecanismo exato de transferência do momento angular entre as camadas permaneceu desconhecido por muito tempo. Em um estudo publicado em 23 de setembro na revista Nature, físicos da Universidade de Alberta – o doutorando HuaiFeng Zhang e o professor Mathieu Dumoulin – propuseram uma explicação baseada no momento de torção gravitacional.
Momento de torção gravitacional e magnético
Os cientistas mostraram que pequenas mudanças na velocidade de rotação do núcleo interno sólido, localizado no centro do planeta, criam um momento de torção gravitacional. Como o núcleo interno não é perfeitamente esférico, seu movimento interage com as heterogeneidades de massa no manto, causando uma leve aceleração ou desaceleração deste último.
Simultaneamente, na fronteira do núcleo e do manto, atua o chamado momento torcional da fronteira núcleo-manto. Ele é causado pelo atrito e pela resistência eletromagnética, que se opõem à atração gravitacional e limitam a magnitude da variação na duração do dia.
De acordo com as conclusões dos pesquisadores, as oscilações observadas na duração do dia surgem do equilíbrio entre essas duas forças: o momento torcional gravitacional e a resistência na fronteira núcleo-manto. Quando uma das forças se intensifica, a outra compensa sua influência, mantendo o momento angular total do planeta.
Além de explicar um fenômeno há muito conhecido, os resultados do trabalho fornecem uma visão sobre a dinâmica das camadas mais profundas da Terra. Os autores observam que o núcleo interno se deforma de maneira "viscoelástica" em escalas de décadas, o que indica um comportamento mais flexível e dinâmico do núcleo planetário do que se supunha anteriormente.
Essas conclusões abrem novas oportunidades para o estudo da geodinâmica do planeta, ajudam a esclarecer os modelos de rotação da Terra e podem ter consequências práticas para sistemas de navegação de alta precisão, que dependem do tempo exato.
Fonte: ScienceDaily
