Cómo el cambio climático está alterando la rotación de la Tierra

15 de julio de 2024

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por ETH Zurich

Por primera vez, los investigadores de ETH Zurich han podido explicar completamente las diversas causas de la inclinación polar a largo plazo en el modelado más comprensivo hasta la fecha, utilizando métodos de inteligencia artificial. Su modelo y sus observaciones muestran que el cambio climático y el calentamiento global tendrán una mayor influencia en la velocidad de rotación de la Tierra que el efecto de la luna, que ha determinado el aumento en la duración del día durante miles de millones de años.

El cambio climático está provocando el derretimiento de las masas de hielo en 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 está ocurriendo un cambio en la masa, y esto está afectando la rotación de la Tierra', explica Benedikt Soja, Profesor de Geodesia Espacial en el Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y Geomática en ETH Zurich.

'Es como cuando una patinadora hace una pirueta, primero manteniendo sus brazos cerca de su cuerpo y luego estirándolos', dice Soja. 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 hacen más largos. Por lo tanto, el cambio climático también está alterando la duración del día en la Tierra, aunque solo mínimamente.

Los investigadores de ETH del grupo de Soja 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 la inclinación polar y la duración del día.

En el estudio de PNAS, los investigadores de ETH Zurich 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.

Otra causa de esta desaceleración es la fricción de marea, que es desencadenada por la luna. Sin embargo, el nuevo estudio llega a una conclusión sorprendente: si los seres 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 en la duración del día durante miles de años.

'Nosotros, los seres humanos, tenemos un mayor impacto en nuestro planeta de lo que nos damos cuenta', concluye Soja, 'y esto naturalmente nos coloca una gran responsabilidad para el futuro de nuestro planeta.'

Sin embargo, los cambios en la masa en la superficie terrestre y en su interior provocados por el hielo que se derrite no solo cambian la velocidad de rotación de la Tierra y la duración del día: como los investigadores muestran en Nature Geoscience, también alteran el eje de rotación. Esto significa que los puntos donde el eje de rotación realmente se encuentra con la superficie de la Tierra se mueven.

Los investigadores pueden observar esta inclinación polar, que, en un marco de tiempo más largo, llega a unos diez metros por cada cien años. No solo el derretimiento de las capas de hielo juega un papel aquí, sino también los movimientos que tienen lugar en el interior de la Tierra.

En lo más profundo del manto de la Tierra, donde la roca se vuelve viscosa debido a la alta presión, se producen desplazamientos durante largos períodos de tiempo. Y también hay flujos de calor en el metal líquido del núcleo exterior de la Tierra, que son responsables tanto de la generación del campo magnético terrestre como de los desplazamientos de masa.

En el modelado más completo hasta la fecha, Soja y su equipo han mostrado ahora cómo la inclinación polar resulta de procesos individuales en el núcleo, en el manto y del clima en la superficie.

'Por primera vez, presentamos una explicación completa de las causas de la inclinación polar a largo plazo', dice Mostafa Kiani Shahvandi, uno de los estudiantes de doctorado de Soja y autor principal del estudio. 'En otras palabras, ahora sabemos por qué y cómo el eje de rotación de la Tierra se mueve en relación a la corteza terrestre'.

Un hallazgo en particular que se destaca en su estudio es que los procesos en y en la Tierra están interconectados e influyen entre sí. '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', explica Soja.

Kiani Shahvandi agrega: 'El cambio climático en curso podría, por lo tanto, estar afectando incluso procesos profundos dentro de la Tierra y tener un alcance mayor de lo que se pensaba anteriormente.' Sin embargo, no hay motivo de preocupación, ya que estos efectos son menores y es poco probable que representen un riesgo.