El cambio climático está frenando la rotación de la Tierra

El derretimiento del hielo polar debido al cambio climático está redistribuyendo la masa de la Tierra, ralentizando su rotación y alargando ligeramente los días, como destacan estudios del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich. NASAEsto indica una influencia humana mayor en la dinámica de rotación de la Tierra de lo que se pensaba anteriormente.

El cambio climático está provocando el derretimiento del hielo en Groenlandia y la Antártida. Como resultado, el agua de estas regiones polares desemboca en los océanos del mundo, especialmente en los trópicos. «Esto significa que se produce un cambio de masa que afecta a la rotación de la Tierra», explica Benedikt Soja, profesor de geodesia espacial en el Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y Geomática del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich.

“Es como cuando una patinadora sobre hielo baila al son de la música, primero acerca los brazos al cuerpo y luego los extiende”, dice Suga. La rotación inicialmente rápida se vuelve más lenta porque las masas se alejan del eje de rotación, aumentando la inercia física. En física hablamos de la ley de conservación del momento angular, y esta misma ley también rige la rotación de la Tierra. Si la Tierra gira más lentamente, los días se alargarán. Así, el cambio climático también está modificando la duración del día en la Tierra, aunque sólo ligeramente.

Con el apoyo de la NASA, los investigadores del grupo SOGA del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich publicaron dos nuevos estudios en revistas científicas. Ciencias naturales y geología. Y procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) sobre cómo el cambio climático afectará el movimiento polar y la duración del día.

El cambio climático va más allá de la influencia de la luna

En el estudio publicado en la Revista de la Academia Nacional de Ciencias, investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich demostraron que el cambio climático también hace que la duración del día aumente en unos pocos milisegundos desde los 86.400 segundos actuales. Esto se debe a que el agua fluye desde los polos hacia latitudes más bajas, lo que ralentiza la velocidad de rotación.

Otra razón de esta desaceleración es la fricción de las mareas, estimulada por la Luna. Pero el nuevo estudio llega a una conclusión sorprendente: si los humanos siguen emitiendo más gases de efecto invernadero y la temperatura de la Tierra aumenta en consecuencia, esto tendría en última instancia un impacto mayor en la velocidad de rotación de la Tierra que la influencia de la Luna, que determinó el aumento de la temperatura. . La duración del día durante miles de millones de años. «Los seres humanos tienen un impacto en nuestro planeta mayor de lo que creemos y esto, naturalmente, nos impone una gran responsabilidad para el futuro de nuestro planeta», concluye Soga.

El eje de rotación de la Tierra se está desplazando

Sin embargo, los cambios de masa en la superficie de la Tierra y dentro de ella causados ​​por el derretimiento del hielo no solo cambian la velocidad de rotación de la Tierra y la duración del día: como explican los investigadores en Ciencias naturales y geología.También cambia el eje de rotación. Esto significa que los puntos donde el eje de rotación realmente se encuentra con la superficie de la Tierra se están moviendo. Los investigadores pueden observar este movimiento polar, que durante un período de tiempo más largo alcanza unos diez metros cada cien años. Aquí no solo influye el derretimiento de las capas de hielo, sino también los movimientos que se producen en el interior de la Tierra. En lo profundo del manto terrestre, donde las rocas se vuelven viscosas debido a la alta presión, se producen desplazamientos durante largos períodos de tiempo. También hay flujos de calor en el metal líquido del núcleo exterior de la Tierra, que son responsables de generar el campo magnético terrestre y provocar transformaciones de masa.

En el modelo más completo hasta la fecha, Soga y su equipo han demostrado cómo el movimiento polar surge de procesos individuales en el núcleo, el manto y el clima en la superficie. Su estudio fue publicado recientemente en la revista Ciencias naturales y geología.«Por primera vez ofrecemos una explicación completa de las causas del movimiento polar a largo plazo. En otras palabras, ahora sabemos por qué y cómo se mueve el eje de rotación de la Tierra en relación con la corteza terrestre», afirma Mustafa Kayani Shahavandi, uno de los Estudiantes de doctorado de Soja y autor principal del estudio.

Un hallazgo en particular se destaca en su estudio en Ciencias naturales y geología.: Los procesos que tienen lugar en la Tierra y dentro de ella están interconectados y se afectan entre sí. «El cambio climático está provocando que el eje de rotación de la Tierra se mueva, y la retroalimentación resultante de la conservación del momento angular también parece estar cambiando la dinámica del núcleo de la Tierra», explica Soga. «Por lo tanto, el cambio climático continuo puede afectar incluso a procesos profundos dentro de la Tierra y tener una escala mayor de lo que se suponía anteriormente», añade Kayani Shahwandi. Sin embargo, no hay motivo de preocupación, ya que estos efectos son menores y es poco probable que representen un riesgo.

Leyes físicas combinadas con inteligencia artificial.

En su estudio del movimiento polar, los investigadores utilizaron lo que se conoce como redes neuronales basadas en la física. Estas son nuevas redes inteligencia artificial (Inteligencia artificial) Los métodos mediante los cuales los investigadores aplican las leyes y principios de la física para desarrollar algoritmos particularmente potentes y confiables. Aprendizaje automáticoKiyani Shahwandi contó con el apoyo de Siddhartha Mishra, profesor de Matemáticas en la ETH Zurich, quien en 2023 recibió el Premio ETH Zurich Rössler, el mayor premio de investigación de la universidad, y es un especialista en este campo.

Los algoritmos desarrollados por Kayani Shahwandi permitieron por primera vez registrar todas las diferentes influencias en la superficie de la Tierra, en su manto y en su núcleo, y modelar sus posibles interacciones. El resultado de los cálculos muestra cómo se han movido los polos de rotación de la Tierra desde 1900. Los valores de estos modelos concuerdan excelentemente con datos reales proporcionados por observaciones astronómicas del pasado y por satélite durante los últimos 30 años, lo que significa que también permiten hacer predicciones. del futuro.

Importante para los viajes espaciales

“Incluso si la rotación de la Tierra cambia lentamente, este efecto debe tenerse en cuenta al navegar en el espacio, por ejemplo al enviar una sonda espacial a aterrizar en otro planeta”, dice Soga. Incluso una pequeña desviación de tan solo un centímetro en el suelo puede convertirse en una desviación de cientos de metros en distancias enormes. “De lo contrario, no sería posible aterrizar en un agujero específico de la superficie de la Tierra. Marte,» Él dice.

Referencias:

“El papel cada vez más dominante del cambio climático en los cambios en la duración del día” por Mustafa Kayani Shahwandi, Surendra Adhikari, Matthew Dombiri, Siddhartha Mishra y Benedict Soja, 15 de julio de 2024, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
DOI: 10.1073/pnas.2406930121

“Contribuciones de los procesos climáticos, del manto y del núcleo al movimiento de los polos de la Tierra” por Mustafa Kayani Shahwandi, Surendra Adhikari, Matthew Domperi, Sadiq Modiri, Robert Heinkelmann, Harald Schuh, Siddhartha Mishra y Benedikt Soja, 12 de julio de 2024, Ciencias naturales y geología..
doi: 10.1038/s41561-024-01478-2