El terreno sobre el que nos encontramos no es tan sólido como parece. Varios factores hacen que toda la Tierra tiemble y se tambalee. La firmeza e inmutabilidad del suelo bajo nuestros pies es una ilusión creada por nuestro limitado punto de vista. Nuestro planeta gira sobre su eje cada 23 horas 56 minutos y 4 segundos. También gira alrededor del sol, el sistema solar gira alrededor del centro de la Vía Láctea y la galaxia se precipita a través del universo en dirección al Gran Atractor. Las velocidades involucradas en toda esta acción son vertiginosas.
Incluso si no se tiene en cuenta todo esto, la Tierra está lejos de ser estable. En algún lugar debajo de nosotros, enormes pedazos de rocas se rompen constantemente entre sí, formando valles, empujando montañas. Chocan y se arrastran entre sí para formar ríos y océanos. La tierra debajo de nosotros cambia constantemente, se estira y se tambalea.
En su mayor parte, esto está bien. Sin embargo, nuestra creciente comprensión de estos fenómenos nos permite aprender más sobre el funcionamiento interno de nuestro planeta. También es conveniente para cualquiera que intente navegar y aterrizar en una nave espacial. Hay siete cosas que hacen que la tierra se mueva. “¡Eppur si muove!”, Dijo Galileo. Y sin embargo, se vuelve.
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Bajo presión
Un globo de escritorio es una esfera perfecta, por lo que gira suavemente alrededor de un eje fijo. Sin embargo, la Tierra no es una esfera y la masa que contiene está distribuida de manera desigual y tiende a moverse. Por tanto, tanto el eje alrededor del cual gira el planeta como los polos de este eje se mueven. Además, dado que el eje de rotación es diferente del eje alrededor del cual se equilibra la masa, la Tierra se tambalea mientras gira.
Esta oscilación fue predicha por los científicos en la era de Isaac Newton. Y para ser precisos, esta oscilación consta de varias.
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Uno de los más importantes es la oscilación de Chandler, que fue observada por primera vez por el astrónomo estadounidense Seth Chandler Jr. en 1891. Hace que los postes se muevan 9 metros y complete un ciclo completo en 14 meses.
A lo largo del siglo XX, los científicos han presentado una variedad de razones, incluidos los cambios en el almacenamiento de aguas continentales, la presión atmosférica, los terremotos, las interacciones en los límites del núcleo y el manto de la Tierra.
El geofísico Richard Gross del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, resolvió el misterio en 2000. Aplicó nuevos modelos meteorológicos y oceánicos a las observaciones de la oscilación de Chandler en 1985-1995. Gross calculó que dos tercios de estas fluctuaciones son causadas por fluctuaciones de presión en el lecho marino y un tercio por cambios en la presión atmosférica.
"Su importancia relativa cambia con el tiempo", dice Gross, "pero en la actualidad esta causa, una combinación de cambios en la presión atmosférica y oceánica, se considera la principal".
El agua desgasta la piedra
Las estaciones son el segundo factor más importante relacionado con el bamboleo de la Tierra. Porque provocan cambios geográficos en lluvia, nieve y humedad.
Los científicos pudieron determinar los polos utilizando las posiciones relativas de las estrellas ya en 1899, y desde la década de 1970 han sido asistidos por satélites. Pero incluso si elimina la influencia de las fluctuaciones estacionales y de Chandler, los polos de rotación norte y sur todavía se mueven en relación con la corteza terrestre.
En un estudio publicado en abril de 2016, Surendra Adikari y Eric Ivins de JPL destacaron dos piezas críticas del rompecabezas del bamboleo de la Tierra.
Hasta 2000, el eje de rotación de la Tierra se movía hacia Canadá dos pulgadas por año. Pero luego las mediciones mostraron que el eje de rotación cambió de dirección hacia las Islas Británicas. Algunos científicos han sugerido que esto puede ser el resultado de la pérdida de hielo debido al rápido derretimiento de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida.
Adikari e Ivins decidieron probar esta idea. Compararon las mediciones de GPS de las posiciones de los polos con los datos de GRACE, un estudio que utiliza satélites para medir los cambios de masa en la Tierra. Descubrieron que el derretimiento del hielo de Groenlandia y la Antártida representa solo dos tercios del cambio reciente en la dirección de los polos. El resto, según los científicos, debería explicarse por la pérdida de agua en los continentes, principalmente en la zona terrestre euroasiática.
La región sufre el agotamiento de los acuíferos y la sequía. Sin embargo, al principio el volumen de agua involucrado en esto parece demasiado pequeño para tener tales consecuencias.
Por lo tanto, los científicos observaron la posición de las áreas afectadas. “Sabemos por la física fundamental de los objetos en rotación que el movimiento de los polos es muy sensible a los cambios dentro de los 45 grados de latitud”, dice Adikari. Es decir, exactamente donde Eurasia perdió agua.
Este estudio también identificó el almacenamiento de agua continental como una explicación plausible de otro bamboleo en la rotación de la Tierra.
A lo largo del siglo XX, los científicos no pudieron entender por qué el eje de rotación cambia cada 6 a 14 años, dejando entre 0,5 y 1,5 metros al este o al oeste de su deriva general. Adikari e Ivins encontraron que de 2002 a 2015, los años secos en Eurasia correspondían a oscilaciones hacia el este y los años húmedos a movimientos hacia el oeste.
"Encontramos la combinación perfecta", dice Adikari. "Esta es la primera vez que alguien ha identificado con éxito la combinación perfecta entre el movimiento polar interanual y la sequía-humedad interanual global".
Impacto tecnogénico
Los movimientos del agua y el hielo son causados por una combinación de procesos naturales y acciones humanas. Pero hay otros efectos que afectan el bamboleo de la tierra.
En 2009, Felix Landerer, también de JPL, calculó que si los niveles de dióxido de carbono se duplicaran de 2000 a 2100, los océanos se calentarían y expandirían de modo que el Polo Norte se movería 1,5 centímetros al año hacia Alaska y Hawai durante el próximo siglo. …
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Asimismo, en 2007 Landerer modeló los efectos del calentamiento de los océanos provocados por el mismo aumento de presión y circulación del dióxido de carbono en el fondo del océano. Descubrió que estos cambios podrían cambiar la masa en latitudes más altas y acortar el día en aproximadamente 0,1 milisegundos.
Terremoto
No son solo los grandes volúmenes de agua y hielo los que afectan la rotación de la Tierra a medida que se mueve. El desplazamiento de rocas también tiene este efecto si son lo suficientemente grandes.
Los terremotos ocurren cuando las placas tectónicas que forman la superficie de la Tierra de repente comienzan a "frotarse" a medida que pasan. Esto también podría contribuir. Gross midió un poderoso terremoto de 8,8 grados de magnitud que azotó la costa chilena en 2010. En un estudio aún no publicado, calculó que el movimiento de las placas desplazó el eje de la Tierra en relación con el balance de masa en unos 8 centímetros.
Pero esto solo se basa en la evaluación del modelo. Desde entonces, Gross y otros han tratado de observar los cambios reales en la rotación de la Tierra a partir de los datos del terremoto de los satélites GPS.
Hasta ahora, esto no ha tenido éxito, porque es bastante difícil eliminar todos los demás factores que influyen en la rotación de la Tierra. “Los modelos no son perfectos y hay mucho ruido que enmascara las señales de pequeños terremotos”, dice Gross.
El movimiento de masas, que ocurre cuando las placas tectónicas pasan cerca, también afecta la duración del día. Gross calculó que el terremoto de magnitud 9,1 que azotó Japón en 2011 redujo la duración del día en 1,8 microsegundos.
Tierra temblorosa
Cuando ocurre un terremoto, desencadena ondas sísmicas que transportan energía a través de las entrañas de la tierra.
Hay dos tipos de ellos. Las "ondas P" comprimen y expanden varias veces el material a través del cual pasan; las vibraciones viajan en la misma dirección que la onda. "Ondas S" más lentas balancean las rocas de lado a lado, y las vibraciones están en ángulo recto con su dirección de viaje.
Las tormentas intensas también pueden crear ondas sísmicas débiles, similares a las que provocan los terremotos. Estas ondas se llaman microsísmos. Hasta hace poco, los científicos no podían determinar la fuente de ondas S en microsísmos.
En un estudio publicado en agosto de 2016, Kiwamu Nishida de la Universidad de Tokio y Ryota Takagi de la Universidad de Tohoku informaron sobre el uso de una red de 202 detectores en el sur de Japón para rastrear ondas P y S. Ellos rastrearon el origen de las olas a una gran tormenta del Atlántico Norte llamada "bomba meteorológica": en esta tormenta, la presión atmosférica en el centro cae inusualmente rápido.
El seguimiento de microsísmos de esta manera ayudará a los investigadores a comprender mejor la estructura interna de la Tierra.
La influencia de la luna
No solo los fenómenos terrestres afectan los movimientos de nuestro planeta. Estudios recientes han demostrado que los grandes terremotos ocurren con luna llena y luna nueva. Quizás esto se deba a que el Sol, la Luna y la Tierra están alineados, aumentando así la fuerza gravitacional que actúa sobre el planeta.
En un estudio publicado en septiembre de 2016, Satoshi Ida de la Universidad de Tokio y sus colegas analizaron las tensiones de las mareas durante dos semanas antes de los grandes terremotos de los últimos veinte años. De los 12 terremotos más grandes de magnitud 8.2 o más, nueve ocurrieron durante la luna llena o la luna nueva. Para terremotos pequeños, no se encontró tal correspondencia.
Ida concluyó que la influencia gravitacional adicional que se produce en estos momentos puede aumentar el efecto de las fuerzas sobre las placas tectónicas. Estos cambios deberían ser pequeños, pero si las losas ya están energizadas, la fuerza adicional puede ser suficiente para desencadenar grandes fracturas en las rocas.
Sin embargo, muchos científicos se muestran escépticos sobre los hallazgos de Ida, ya que solo estudió 12 terremotos.
Sol tembloroso
Aún más controvertida es la idea de que las vibraciones que se originan en las profundidades del Sol pueden explicar una serie de fenómenos de temblores en la Tierra.
Cuando los gases se mueven dentro del sol, dan lugar a dos tipos diferentes de ondas. Los que nacen en el proceso de cambios de presión se denominan modos p, y los que se forman cuando el material denso es absorbido por la gravedad se denominan modos g.
El modo P tarda varios minutos en completar un ciclo de vibración completo; g-mod tarda de diez minutos a varias horas. Esta cantidad de tiempo se llama el "período" del mod.
En 1995, un equipo dirigido por David Thomson de la Queen's University en Kingston, Canadá, analizó los patrones del viento solar, el flujo de partículas cargadas que emanan del sol, desde 1992 hasta 1994. Notaron oscilaciones que tenían los mismos períodos que los modos p y g, lo que sugiere que las vibraciones solares estaban relacionadas de alguna manera con el viento solar.
En 2007, Thomson informó nuevamente que las fluctuaciones de voltaje inexplicables en los cables de servicios públicos submarinos, las mediciones sísmicas en la Tierra e incluso los cortes en las llamadas telefónicas tienen patrones de frecuencia consistentes con las ondas dentro del Sol.
Sin embargo, los científicos creen que las afirmaciones de Thomson tienen un terreno inestable. Según las simulaciones, estas vibraciones solares, especialmente los modos g, deberían ser tan débiles cuando lleguen a la superficie del Sol que no podrían afectar al viento solar de ninguna manera. Incluso si este no es el caso, estos patrones deben haber sido destruidos por la turbulencia del medio interplanetario mucho antes de llegar a la Tierra.
Quizás la idea de Thomson esté equivocada. Pero hay muchas otras razones por las que nuestro planeta tiembla y se balancea.
ILYA KHEL
