Por que os dias na Terra estão ficando mais longos?

Por que os dias na Terra estão ficando mais longos?

 

Relógios atômicos, combinados com medições astronômicas precisas, revelaram que a duração de um dia de repente está ficando mais longa, e os cientistas não sabem por quê.

Isso tem impactos críticos não apenas em nossa cronometragem, mas também em coisas como GPS e outras tecnologias que governam nossa vida moderna.

Nas últimas décadas, a rotação da Terra em torno de seu eixo – que determina a duração de um dia – vem se acelerando. Essa tendência vem tornando nossos dias mais curtos; de fato, em junho de 2022 , estabelecemos um recorde para o dia mais curto nos últimos meio século.

Mas, apesar desse recorde, desde 2020 essa aceleração constante mudou curiosamente para uma desaceleração – os dias estão ficando mais longos novamente, e o motivo é até agora um mistério.

Enquanto os relógios em nossos telefones indicam que há exatamente 24 horas em um dia, o tempo real que leva para a Terra completar uma única rotação varia muito pouco. Essas mudanças ocorrem ao longo de períodos de milhões de anos até quase instantaneamente – até terremotos e tempestades podem desempenhar um papel.

Acontece que um dia raramente é exatamente o número mágico de 86.400 segundos.

Ao longo de milhões de anos, a rotação da Terra foi diminuindo devido aos efeitos de atrito associados às marés impulsionadas pela Lua. Esse processo adiciona cerca de 2,3 milissegundos à duração de cada dia a cada século. Alguns bilhões de anos atrás, um dia da Terra tinha apenas cerca de 19 horas .

Nos últimos 20.000 anos, outro processo vem trabalhando na direção oposta, acelerando a rotação da Terra. Quando a última era glacial terminou, o derretimento das camadas de gelo polar reduziu a pressão da superfície e o manto da Terra começou a se mover constantemente em direção aos pólos.

Assim como um bailarino gira mais rápido ao aproximar os braços do corpo – o eixo em torno do qual gira – a taxa de rotação do nosso planeta aumenta quando essa massa do manto se aproxima do eixo da Terra. E esse processo diminui cada dia em cerca de 0,6 milissegundos a cada século.

Ao longo de décadas e mais, a conexão entre o interior e a superfície da Terra também entra em jogo. Grandes terremotos podem alterar a duração do dia, embora normalmente em pequenas quantidades. Por exemplo, acredita-se que o Grande Terremoto de Tōhoku de 2011 no Japão, com uma magnitude de 8,9, tenha acelerado a rotação da Terra em 1,8 microssegundos relativamente pequenos .

Os dias da Terra estão ficando mais longos – e os cientistas estão confusos sobre o motivo

Relógios atômicos, combinados com medições astronômicas precisas, revelaram que a duração de um dia de repente está ficando mais longa, e os cientistas não sabem por quê.

Isso tem impactos críticos não apenas em nossa cronometragem, mas também em coisas como GPS e outras tecnologias que governam nossa vida moderna.

Nas últimas décadas, a rotação da Terra em torno de seu eixo – que determina a duração de um dia – vem se acelerando. Essa tendência vem tornando nossos dias mais curtos; de fato, em junho de 2022 , estabelecemos um recorde para o dia mais curto nos últimos meio século.

Mas, apesar desse recorde, desde 2020 essa aceleração constante mudou curiosamente para uma desaceleração – os dias estão ficando mais longos novamente, e o motivo é até agora um mistério.

Enquanto os relógios em nossos telefones indicam que há exatamente 24 horas em um dia, o tempo real que leva para a Terra completar uma única rotação varia muito pouco. Essas mudanças ocorrem ao longo de períodos de milhões de anos até quase instantaneamente – até terremotos e tempestades podem desempenhar um papel.

Acontece que um dia raramente é exatamente o número mágico de 86.400 segundos.

O planeta em constante mudança

Ao longo de milhões de anos, a rotação da Terra foi diminuindo devido aos efeitos de atrito associados às marés impulsionadas pela Lua. Esse processo adiciona cerca de 2,3 milissegundos à duração de cada dia a cada século. Alguns bilhões de anos atrás, um dia da Terra tinha apenas cerca de 19 horas .

Nos últimos 20.000 anos, outro processo vem trabalhando na direção oposta, acelerando a rotação da Terra. Quando a última era glacial terminou, o derretimento das camadas de gelo polar reduziu a pressão da superfície e o manto da Terra começou a se mover constantemente em direção aos pólos.

Assim como um bailarino gira mais rápido ao aproximar os braços do corpo – o eixo em torno do qual gira – a taxa de rotação do nosso planeta aumenta quando essa massa do manto se aproxima do eixo da Terra. E esse processo diminui cada dia em cerca de 0,6 milissegundos a cada século.

Ao longo de décadas e mais, a conexão entre o interior e a superfície da Terra também entra em jogo. Grandes terremotos podem alterar a duração do dia, embora normalmente em pequenas quantidades. Por exemplo, acredita-se que o Grande Terremoto de Tōhoku de 2011 no Japão, com uma magnitude de 8,9, tenha acelerado a rotação da Terra em 1,8 microssegundos relativamente pequenos .

Além dessas mudanças em grande escala, em períodos mais curtos o clima e o clima também têm impactos importantes na rotação da Terra, causando variações em ambas as direções.

Os ciclos de maré quinzenais e mensais movem a massa ao redor do planeta, causando mudanças na duração do dia em até um milissegundo em qualquer direção.Podemos ver as variações das marésem registros de duração do dia em períodos de até 18,6 anos. O movimento da nossa atmosfera tem um efeito particularmente forte, e as correntes oceânicas também desempenham um papel. A cobertura de neve sazonal e as chuvas, ou a extração de águas subterrâneas, alteram ainda mais as coisas.

Por que a Terra está desacelerando de repente?

Desde a década de 1960, quando operadores de radiotelescópios ao redor do planeta começaram a desenvolver técnicas para observar simultaneamente objetos cósmicos como quasares, temos estimativas muito precisas da taxa de rotação da Terra.

Uma comparação entre essas estimativas e um relógio atômico revelou uma duração do dia aparentemente cada vez menor nos últimos anos

Mas há uma revelação surpreendente quando tiramos as flutuações da velocidade de rotação que sabemos que acontecem devido às marés e aos efeitos sazonais. Apesar da Terra atingir seu dia mais curto em 29 de junho de 2022, a trajetória de longo prazo parece ter mudado de encurtamento para alongamento desde 2020. Essa mudança não tem precedentes nos últimos 50 anos.

A razão para esta mudança não é clara. Pode ser devido a mudanças nos sistemas climáticos, com eventos consecutivos de La Niña, embora estes tenham ocorrido antes. Pode ser o aumento do derretimento das camadas de gelo, embora elas não tenham se desviado enormemente de sua taxa constante de derretimento nos últimos anos. Poderia estar relacionado com a enorme explosão do vulcão em Tonga injetando enormes quantidades de água na atmosfera? Provavelmente não, dado que ocorreu em janeiro de 2022.

 

Os cientistas especularamesta mudança recente e misteriosa na velocidade de rotação do planeta está relacionada a um fenômeno chamado de “oscilação de Chandler” – um pequeno desvio no eixo de rotação da Terra com um período de cerca de 430 dias. Observações de radiotelescópios também mostram que a oscilação diminuiu nos últimos anos; os dois podem estar ligados.

Uma possibilidade final, que achamos plausível, é que nada específico mudou dentro ou ao redor da Terra. Pode ser apenas efeitos de maré de longo prazo trabalhando em paralelo com outros processos periódicos para produzir uma mudança temporária na taxa de rotação da Terra.

 

Precisamos de um ‘segundo bissexto negativo’?

Entender com precisão a taxa de rotação da Terra é crucial para uma série de aplicações – sistemas de navegação como o GPS não funcionariam sem ele. Além disso, a cada poucos anos, os cronometristas inserem segundos bissextos em nossas escalas de tempo oficiais para garantir que eles não saiam de sincronia com nosso planeta.

 

Se a Terra mudar para dias ainda mais longos, talvez precisemos incorporar um “segundo bissexto negativo” – isso seria sem precedentes epode quebrar a internet.

 

A necessidade de segundos bissextos negativos é considerada improvável no momento. Por enquanto, podemos receber a notícia de que – pelo menos por um tempo – todos nós temos alguns milissegundos extras todos os dias.

Os autores deste artigo são Matt King, Diretor do Centro Australiano ARC de Excelência em Ciência Antártica da Universidade da Tasmânia e Christopher Watson, Professor Sênior da Escola de Geografia, Planejamento e Ciências Espaciais da Universidade da Tasmânia.

Por que os dias na Terra estão ficando mais longos?