¿El cambio climático está alterando la rotación de la Tierra?
El calentamiento global está provocando el derretimiento de las masas de hielo de Groenlandia y la Antártida. El agua de las regiones polares fluye hacia los océanos del mundo, y especialmente hacia la región ecuatorial. Estos fenómenos hacen que la forma en que el planeta gira también cambie.
El cambio climático también está aumentando la duración del día en unos pocos milisegundos desde sus actuales 86.400 segundos. Imagen generada con Copilot
Cuando las masas de hielo de la Tierra se derriten, la forma en que el planeta gira también cambia. Investigadores de la ETH de Zúrich (Suiza) han podido demostrar cómo el cambio climático está alterando el eje de rotación de la Tierra y la duración del día. La velocidad de rotación, que hasta ahora estaba influenciada principalmente por la Luna, ahora también dependerá mucho más del clima.
El cambio climático está provocando el deshielo de las masas de hielo de Groenlandia y la Antártida. El agua de las regiones polares fluye hacia los océanos del mundo, y especialmente hacia la región ecuatorial. “Esto significa que se está produciendo un desplazamiento de masas que afecta a la rotación de la Tierra —explica Benedikt Soja, catedrático de Geodesia Espacial del Departamento de Ingeniería Civil, Medioambiental y Geomática de la ETH de Zúrich. Y añade—: Es como cuando una patinadora artística hace una pirueta, primero con los brazos pegados al cuerpo y luego estirándolos”.
La rotación inicialmente rápida se vuelve más lenta, porque las masas se alejan del eje de rotación, lo que aumenta la inercia física. En física se habla de la ley de conservación del momento angular, un principio que establece que, en un sistema físico cerrado y sin influencias externas, el momento angular total permanece constante en el tiempo. Esto significa que la cantidad de momento angular antes y después de cualquier evento dentro del sistema es la misma, siempre que no haya fuerzas externas actuando sobre él.
El cambio climático también está alterando la duración del día en la Tierra
Pues bien, esta misma ley rige también la rotación de la Tierra. Si esta gira más lentamente, los días se alargan. Por tanto, el cambio climático también está alterando la duración del día en la Tierra, aunque sólo mínimamente.
Con el apoyo de la agencia espacial estadounidense NASA, los investigadores de la ETH de Zúrich han publicado dos nuevos estudios en las revistas Nature Geoscience y Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) sobre cómo el cambio climático afecta el movimiento polar y la duración del día.
Cuando los bloques de hielo en la superficie de la Tierra se derriten debido al cambio climático, la rotación de la Tierra y la duración del día también cambiarán como resultado de este cambio en la distribución de la masa. En esta foto de 2016, el frente de 60 metros de altura de la plataforma de hielo de Getz, en la Antártida, está marcado con grietas donde es probable que los icebergs se desprendan o se desprendan. Cortesía: NASA/GSFC/OIB
En el estudio de PNAS, los investigadores del grupo de Soja muestran que el cambio climático también está aumentando la duración del día en unos pocos milisegundos desde sus actuales 86.400 segundos. Esto se debe a que el agua fluye desde los polos hacia latitudes más bajas, y, por lo tanto, ralentiza la velocidad de rotación.
El eje de rotación de la Tierra se desplaza
Otra causa de esta desaceleración es la aceleración de marea, que es provocada por la luna. Sin embargo, el nuevo estudio llega a una conclusión sorprendente: si los humanos continúan emitiendo más gases de efecto invernadero y la Tierra se calienta en consecuencia, esto tendría en última instancia una mayor influencia en la velocidad de rotación de la Tierra que el efecto de la Luna, que ha determinado el aumento de la duración del día durante miles de millones de años.
"Los seres humanos tenemos un impacto mayor en nuestro planeta de lo que creemos, y esto, naturalmente, nos impone una gran responsabilidad por el futuro de nuestro planeta", explica Soja".
Sin embargo, los cambios de masa en la superficie y el interior de la Tierra provocados por el deshielo no solo modifican la velocidad de rotación de la Tierra y la duración del día: como muestran los investigadores en Nature Geoscience, también alteran el eje de rotación.
Un movimiento polar de unos diez metros cada cien años
Esto significa que los puntos en los que el eje de rotación se encuentra con la superficie terrestre se mueven. Los investigadores pueden observar este movimiento polar, que, a largo plazo, alcanza unos diez metros cada cien años. No solo influye el deshielo de las capas de hielo, sino también los movimientos que se producen en el interior de la Tierra.
En las profundidades del manto terrestre, donde la roca se vuelve viscosa debido a la alta presión, se producen desplazamientos durante largos periodos de tiempo. Y también hay flujos de calor en el metal líquido del núcleo externo de la Tierra, que son responsables tanto de generar el campo magnético terrestre como de provocar desplazamientos de masa.
En el modelo más completo hasta la fecha, Soja y su equipo han demostrado cómo el movimiento polar es el resultado de los procesos individuales en el núcleo, en el manto y del clima en la superficie. Su estudio fue publicado recientemente en la revista Nature Geoscience.
"Por primera vez, presentamos una explicación completa de las causas del movimiento polar de larga duración —afirma Mostafa Kiani Shahvandi, uno de los estudiantes de doctorado de Soja y autor principal del estudio. Y añade—: En otras palabras, ahora sabemos por qué y cómo se mueve el eje de rotación de la Tierra en relación con la corteza terrestre".
No hay motivos para preocuparse
En su estudio publicado en Nature Geoscience, Kiani Shahvandi destaca un hallazgo en particular: que los procesos sobre y en la Tierra están interconectados y se influyen mutuamente.
“El cambio climático está haciendo que el eje de rotación de la Tierra se mueva, y parece que la retroalimentación de la conservación del momento angular también está cambiando la dinámica del núcleo de la Tierra —comenta Soja. Kiani
Shahvandi añade lo siguiente: “Por lo tanto, el cambio climático en curso podría incluso estar afectando a procesos profundos en el interior terrestre y tener un alcance mayor del que se suponía hasta ahora”. Sin embargo, no hay motivos para preocuparse, ya que estos efectos son menores y es poco probable que supongan un riesgo.
Leyes físicas combinadas con inteligencia artificial
Para su estudio sobre el movimiento polar, los investigadores utilizaron lo que se conoce como redes neuronales basadas en la física. Se trata de nuevos métodos de inteligencia artificial (IA) en los que los investigadores aplican las leyes y principios de la física para desarrollar algoritmos especialmente potentes y fiables para el aprendizaje automático.
Kiani Shahvandi recibió el apoyo de Siddhartha Mishra, profesor de matemáticas en la ETH de Zúrich, que en 2023 recibió el Premio Rössler de la ETH de Zúric, el premio de investigación más dotado de la universidad, y que es especialista en este campo.
Los algoritmos desarrollados por Kiani Shahvandi han permitido registrar por primera vez todos los diferentes efectos en la superficie de la Tierra, en su manto y en su núcleo, y modelizar sus posibles interacciones. El resultado de los cálculos muestra cómo se han desplazado los polos de rotación de la Tierra desde 1900.
Importante para los viajes espaciales
Estos valores del modelo concuerdan perfectamente con los datos reales proporcionados por las observaciones astronómicas del pasado y por los satélites de los últimos treinta años, por lo que también permiten hacer previsiones para el futuro.
“Aunque la rotación de la Tierra solo cambie lentamente, este efecto debe tenerse en cuenta a la hora de navegar por el espacio, por ejemplo, cuando se envía una sonda espacial a aterrizar en otro planeta —explica Soja. Incluso una ligera desviación de únicamente un centímetro en la Tierra puede convertirse en una desviación de cientos de metros en las enormes distancias. “De lo contrario, no será posible aterrizar en un cráter concreto de Marte”, concluye Soja. ▪️
Información facilitada por la ETH de Zúrich -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Mostafa Kiani Shahvandi, Surendra Adhikari, Mathieu Dumberry and Benedikt Soja. The increasingly dominant role of climate change on length of day variations. PNAS (2024). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2406930121
