No siempre el giro de la Tierra sobre su eje discurre a través de sus polos. Se bambolea
irregularmente en el tiempo, a la deriva hacia América del Norte durante su
mayor parte del siglo XX (flecha verde en la imagen) Esa dirección ha cambiado drásticamente
debido a cambios producidos en la masa de agua en la Tierra. Crédito de la
imagen: NASA/JPL Caltech.
El uso de datos obtenidos desde
satélites sobre cómo el agua se mueve alrededor de la Tierra, ha permitido a
los científicos de la NASA resolver dos misterios sobre los bamboleos en la
rotación del planeta - una nueva y uno con más de un siglo de antigüedad.
La investigación puede ayudar a mejorar nuestro
conocimiento del clima del pasado y del futuro.
A pesar de que en un globo de
escritorio siempre se hace girar suavemente alrededor del eje que pasa por sus
polos norte y sur, el verdadero planeta se tambalea. El eje de rotación de la Tierra se
desplaza lentamente alrededor de los polos; la
más alejada se ha tambaleado desde que comenzaron las observaciones es de 12 metros (37 pies).
Estas oscilaciones no afectan la vida
diaria de los seres humanos, pero se debe tener en cuenta para lograr
resultados precisos de los GPS, satélites y observatorios en la planta de
observación terrestre.
En un artículo publicado en la
revista Science Avances, Surendra
Adhikari y Erik Ivins del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en
Pasadena, California, investigaron cómo el movimiento del agua en todo el mundo
contribuye a las oscilaciones de rotación de la Tierra.
Estudios anteriores han
identificado muchas conexiones entre los procesos en la superficie o en el
interior de la Tierra y las formas errantes de nuestro planeta. Por ejemplo, el manto de la Tierra
todavía se reajusta ante la pérdida de hielo en América del Norte después de la
última Edad del Hielo, y la masa reducida por debajo de ese continente tira del
eje de giro hacia Canadá, a razón de unas pocas pulgadas cada año. Sin embargo, algunos movimientos aún son
desconcertantes.
Un agudo giro hacia el Este
Alrededor del año 2000, el eje de rotación de la
Tierra dio un giro brusco hacia el este y ahora está a la deriva en casi dos veces
más rápido que antes, a un ritmo de casi 17 centímetros (7 pulgadas) en un año. "Ya
no se está moviendo hacia la Bahía de Hudson, en su lugar lo hace en dirección a
las Islas Británicas", dijo Adhikari. "Esa
es una oscilación masiva". Es
lo que Adhikari e Ivins exponen para explicar este cambio inesperado.
Los científicos han sugerido que
la pérdida de masa de Groenlandia y de
la Antártida de su capa de hielo es porque se derrite rápidamente y podría
estar causando el desplazamiento hacia el este del eje de rotación.
Los científicos del JPL evaluaron
esta idea usando observaciones del Centro de Recuperación Gravedad y
Experimento Climático (GRACE)
satélites de la NASA / Aeroespacial Alemán, que proporcionan un registro
mensual de los cambios en la masa alrededor de la Tierra. Esos cambios son causados en
gran medida por los movimientos del agua a través de los procesos cotidianos
tales como la acumulación de nieve y el agotamiento de las aguas subterráneas. Se calculó la cantidad de masa que participó
en el ciclo del agua entre las zonas terrestres de la Tierra y sus océanos entre
los años 2003-2015, y el grado en que las pérdidas de masa y las ganancias
tiraron y empujaron el eje de rotación terrestre.
Adhikari y los cálculos de Ivins
mostraron que los cambios en Groenlandia solos, no generan la gigantesca cantidad de energía
necesaria para extraer el eje de giro en lo que le ha pasado.
En el hemisferio sur, la pérdida de la masa de hielo de la Antártida Occidental está tirando, y el
aumento de la masa de hielo en la Antártida oriental está empujando el eje de
rotación de la Tierra en la misma dirección que pasa en Groenlandia y que está
tirando de ella desde el norte, pero el efecto combinado todavía no es
suficiente para explicar el aumento de velocidad y su nueva dirección. Algo al este
de Groenlandia se tiene que ejercer para lograr una tracción adicional.
Los investigadores encontraron la
respuesta en Eurasia. "La mayor parte de la respuesta es un
déficit de agua en Eurasia: el subcontinente indio y la zona del Mar
Caspio", dijo Adhikari.
El hallazgo fue una sorpresa. Esta región ha perdido masa de agua
debido al agotamiento de los acuíferos y la sequía, pero la pérdida es ni mucho
menor y no tan grande como para producir
el cambio en las capas de hielo.
Entonces, ¿Por qué la pérdida más pequeña tiene un
efecto tan fuerte? Los
investigadores dicen que es debido a que el eje de rotación es muy sensible a
los cambios que se producen en torno a los 45 grados de latitud, tanto al norte
como al sur. "Esto está bien explicado en la teoría de la rotación de
objetos", explicó Adhikari. "Es por eso que los cambios en el subcontinente
indio, por ejemplo, son tan importantes".
Una nueva visión del antiguo bamboleo
En el proceso de resolver este misterio reciente, los
investigadores también llegaron inesperadamente a una nueva solución
prometedora de un problema muy antiguo. Una
oscilación en particular en la rotación de la Tierra ha dejado perplejos a los
científicos desde que las observaciones comenzaron en 1899. Cada seis a 14
años, el eje de giro se tambalea alrededor de 0,5 a 1,5 metros (20 a 60
pulgadas) al este o al oeste de la dirección general de la deriva. "A
pesar de enormes esfuerzos teóricos y de modelización, ningún mecanismo
plausible, se ha propuesto que podría explicar esta oscilación enigmática",
dijo Adhikari.
La alineación de un gráfico de la
oscilación de este a oeste durante el período en que estuvieron disponibles
contra un gráfico de los cambios en el almacenamiento de agua continental en el
mismo período según los datos de GRACE,
los científicos del JPL detectado una similitud sorprendente entre los dos.
Los cambios en el hielo polar
parecía no tener ninguna relación con el bamboleo - sólo los cambios en el agua
sobre la tierra. Los años secos
en Eurasia, por ejemplo, corresponden a las oscilaciones hacia el este,
mientras que los años húmedos correspondían a verdaderos columpios hacia el
oeste.
Cuando los investigadores revisaron las observaciones
de GRACE sobre los cambios en la masa de agua de la Tierra a partir de abril de
2002 a marzo el año 2015 en las ecuaciones de la física clásica que predicen polos,
encontraron que los resultados concordaron con lo observado este-oeste y que se tambalea muy de cerca. "Esto
es mucho más que una simple correlación", dijo el coautor Ivins."Hemos aislado la causa."
El descubrimiento plantea la posibilidad de que el
registro de 115 años de oscilaciones este-oeste en el eje de rotación de la
Tierra puede, de hecho, ser un muy buen registro de los cambios en el
almacenamiento de agua del suelo. "Eso nos podría decir algo sobre el
clima del pasado - si la intensidad de la sequía o humedad ha ampliado con el
tiempo, y en el que las ubicaciones", dijo Adhikari.
"Los registros históricos del movimiento polar son
tanto a nivel mundial integral en su sensibilidad y extraordinariamente
precisa," dijo Ivins. "Nuestro
estudio muestra que este conjunto inicial de datos se puede utilizar para
aprovechar la información vital acerca de los cambios en el almacenamiento de
agua continental y capas de hielo a través del tiempo."
Fuente: JPL-Caltech/NASA