Recent, un studiu publicat în revista Nature a relevat că variațiile multidecadale ale duratei zilei sunt influențate în principal de interacțiunea gravitațională dintre nucleul intern solid al Pământului și manta, în timp ce forțele electromagnetice și mecanice acționează ca un contrabalans.
Cercetătorii de la Universitatea din Alberta au dezvoltat un model capabil să reflecte mai fidel variațiile rotației Pământului observate în ultimele decenii. În timp ce ziua este definită standard la 24 de ore, realitatea este că rotația Pământului fluctuează constant. Aceste variații, deși imperceptibile în viața de zi cu zi, sunt esențiale în contextul măsurărilor geofizice.
Pentru a studia aceste fluctuații, cercetătorii au monitorizat poziția Pământului în raport cu obiecte astronomice îndepărtate. Studiul arată că, pe intervale de 10 până la 70 de ani, lungimea zilei poate varia cu doar câteva milisecunde, modificări atât de subtile încât sunt inobservabile pentru oameni. Totuși, pentru tehnologii avansate, precum ceasurile atomice și sistemele de navigație, aceste diferențe sunt cruciale.
În centrul Pământului se află o structură compusă din fier și nichel: nucleul. Acesta este împărțit în două părți: nucleul intern, solid, și nucleul extern, lichid, care se află într-o mișcare continuă. Mantaua, un strat masiv de rocă ce se extinde sub crustă, interacționează constant cu nucleul, schimbând momentul unghiular, ceea ce influențează rotația acestuia. Întrebarea centrală a cercetătorilor era ce produce forța necesară pentru acest transfer de moment.
Studiul analizează trei mecanisme principale care contribuie la aceste variații. Primul este cuplajul gravitațional, unde regiunile dense din nucleul intern atrag similar zone dense din manta. Al doilea mecanism este cuplajul electromagnetic, generat prin mișcarea metalului lichid din nucleul extern, care produce câmpul magnetic al Pământului. În cele din urmă, mecanismele topografice, care se referă la modul în care fluxurile din nucleul lichid afectează structurile de la limita cu manta, completează acest tablou. Cercetătorii compară acest proces cu un râu care interacționează cu obstacolele din calea sa.
Rezultatele acestei cercetări sugerează că forța gravitațională este principalul motor al variațiilor multidecadale ale duratei zilei, totuși interacțiunile electromagnetice și mecanice au un rol important în contracararea acesteia. Astfel, în adâncurile Pământului se desfășoară un „război” constant între aceste forțe, iar efectele se reflectă în variații minuscule ale vitezei de rotație.
Pentru oameni, aceste variații de câteva milisecunde sunt neglijabile, ziua continuând să aibă aceeași lungime standard. Totuși, în domeniul științei și tehnologiei, precizia este esențială. Diverse domenii, de la navigație la observații astronomice, depind de o cunoaștere exactă a rotației Pământului.
Monitorizarea duratei zilei oferă o fereastră către procesele interne ale planetei. O serie de factori, precum atmosfera, oceanele, redistribuirea apei și interacțiunea cu Luna, influențează rotația Pământului. De exemplu, cercetări anterioare au arătat că schimbările în circulația atmosferică cauzate de încălzirea globală pot contribui la încetinirea rotației. Alte studii subliniază impactul modificărilor în stocarea apei, inclusiv topirea ghețarilor și utilizarea apelor subterane.
Astfel, durata zilei este rezultatul unui echilibru complex ce îmbină procese din nucleul Pământului, oceane, atmosferă și interacțiuni cu Luna, conform celor incluse în studiul publicat.
Jurnalist: Alina Popescu