Por qué el derretimiento de las capas de hielo hace que nuestros días sean más largos

¿Crees que los humanos desempeñamos un papel relativamente pequeño en el movimiento de la Tierra en el espacio? Resulta que estamos modificando la forma en que gira nuestro planeta, y eso está afectando la duración de nuestros días.

Durante miles de millones de años, los movimientos de la Tierra (cómo gira y a qué velocidad) han estado determinados principalmente por fuerzas ajenas a la influencia humana, como la atracción de la Luna y los procesos que tienen lugar en nuestro núcleo y manto. Ahora, el derretimiento de las capas de hielo de la Tierra, acelerado por el calentamiento provocado por el hombre, está influyendo en esos movimientos.

Según dos estudios recientes, el derretimiento de las grandes masas de hielo de la Tierra ha alargado ligeramente los días en las últimas décadas y ha desplazado el eje de rotación de la Tierra. El alargamiento y los desplazamientos pueden ser imperceptibles para los humanos, pero pueden afectar a la precisión de los sistemas de navegación o desbaratar los cálculos para los lanzamientos y aterrizajes de satélites. Es probable que esta desaceleración adicional de la rotación de la Tierra se mantenga al menos durante las próximas décadas, incluso si el efecto de los humanos sobre el clima disminuye.

“El cambio climático está derritiendo tanto hielo que podemos ver un enorme impacto en la forma en que gira el planeta”, dijo Surendra Adhikari, geofísico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y autor de los dos artículos.

Los días se hacen más largos

A medida que aumentan las temperaturas a nivel global, las regiones polares de la Tierra han sentido el peso del calor que se ha ido acumulando desde el siglo XX. El derretimiento de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida es responsable de casi un tercio del aumento global del nivel del mar desde principios de los años 1990. Pero el derretimiento no está afectando solo al nivel del mar.

A medida que el hielo polar se derrite, el agua se desplaza desde los polos hacia el ecuador, lo que hace que la Tierra gire más lentamente a medida que se vuelve más voluminosa. Pensemos en una patinadora artística que gira más lentamente cuando tiene los brazos estirados que cuando los tiene metidos en el cuerpo. Lo mismo se aplica a la rotación de la Tierra, dijo Benedikt Soja, coautor y profesor de la ETH de Zúrich.

Soja y su equipo demostraron en sus hallazgos publicados el lunes en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences que el rápido y reciente derretimiento del hielo de Groenlandia y la Antártida ha aumentado la duración de nuestros días. Utilizando observaciones anteriores y modelos de proyección, descubrieron que la pérdida de hielo añadió tiempo al día terrestre entre 0,3 y 1 milisegundo por siglo a lo largo del siglo XX. Pero desde el año 2000, la tasa se ha acelerado a 1,33 milisegundos por siglo.

Durante miles de millones de años, la velocidad de rotación de nuestro planeta ha estado influenciada predominantemente por nuestra Luna. La Luna tira de los océanos del planeta y hace que las mareas se abulten, creando resistencia y ralentizando la rotación de la Tierra. La rotación de la Tierra se ha ido ralentizando de forma predecible y constante debido a las fuerzas gravitacionales de la Luna: alrededor de 2,40 milisegundos por siglo, según los autores del estudio.

Pero el estudio “muestra lo que nosotros, como humanos, podemos realmente influenciar en términos de cambiar el comportamiento y la dinámica de la Tierra”.

A algunos científicos no les sorprendió la relación del estudio con el cambio climático. Richard Peltier, físico de la Universidad de Toronto, publicó un estudio hace más de una década en el que afirmaba que “los cambios en la rotación de la Tierra documentados fueron causados por el proceso de calentamiento global”. Otro estudio reciente mostró cómo este alargamiento de los días inducido por el clima está afectando nuestra medición del tiempo y retrasando el segundo intercalar.

Pero la nueva investigación muestra que el cambio climático tiene una influencia mayor de lo que se creía anteriormente y proyecta cómo la rotación de la Tierra podría seguir cambiando, si el calentamiento global empeora. Para el año 2100, los científicos que participaron en el estudio estimaron que el derretimiento del hielo podría alargar los días a 2,62 milisegundos por siglo, si no se reducen drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Incluso si se reducen las emisiones, se proyecta que la duración del día en la Tierra se alargará alrededor de 1,00 milisegundos por siglo durante las próximas décadas.

La desaceleración del derretimiento del hielo “podría convertirse en el nuevo factor dominante, superando a la Luna, que durante miles de millones de años dio forma a la rotación de la Tierra”, dijo Soja.

Unos pocos milisegundos aquí y allá pueden no parecer gran cosa, pero pueden sumar horas a lo largo de miles de millones de años. Tal vez sea más relevante para nuestra vida: estos cambios de milisegundos también pueden afectar a las tecnologías actuales.

Nuestros sistemas de GPS y navegación dependen de esta precisión “hasta el nivel de milisegundos, de lo contrario cometeríamos errores muy grandes en el posicionamiento y la navegación”, dijo Soja.

El eje de rotación de la Tierra está cambiando

Nuestro planeta no solo está cambiando la velocidad a la que gira, sino también el lugar en el que rota. La Tierra gira sobre una línea imaginaria que parte de los polos Norte y Sur, pero la línea no es fija. Los puntos en los que el eje de rotación se encuentra con la superficie terrestre se desplazan y oscilan unos pocos centímetros por año y varios metros cada siglo.

Ahora, Soja, Adhikari y su equipo han podido determinar con un nivel de detalle sin precedentes qué factores han influido en estos “movimientos polares” durante los últimos 120 años. Han descubierto que la pérdida de masa de hielo de los polos Norte y Sur influye en estos movimientos, según otro estudio reciente publicado en Nature Geoscience.

“Pudimos ver que el cambio climático, lo que sucede en la superficie, básicamente también puede tener un pequeño impacto en la dinámica que ocurre en el interior de la Tierra, como el núcleo de la Tierra”, dijo Soja.

Los científicos conocen desde hace tiempo algunos de los procesos naturales que pueden inducir cambios de masa en el planeta y dentro de él, afectando así a su eje de rotación. Por ejemplo, las corrientes de convección en las profundidades del manto pueden mover las placas tectónicas de la superficie. Los flujos de calor en el núcleo exterior de la Tierra, que ayudan a generar el campo magnético de la Tierra, también pueden cambiar la masa. Ahora, agreguemos el cambio climático.

A medida que se pierde hielo en los polos, la pérdida de masa puede alterar la geometría de la Tierra y tener un mayor impacto en el desplazamiento del eje de rotación de la Tierra. De hecho, el nuevo estudio descubrió que dicha redistribución de masa en la superficie de la Tierra, incluido el derretimiento del hielo y los cambios globales en el almacenamiento de agua, explicaba el 90 por ciento de las variaciones entre años y décadas.

Mostafa Kiani Shahvandi, autor principal de los estudios sobre el eje de la Tierra y la duración del día, dijo que estos procesos superficiales, como el derretimiento del hielo, pueden mover el eje más que los procesos dentro de la Tierra. Adhikari dijo que la gente no ha investigado a fondo la influencia del cambio climático en el movimiento polar, e incluso este es un punto de partida, y agregó: “Estamos abriendo preguntas para futuras investigaciones”.