De ce uneori ziua durează mai mult de 24 de ore: Explicația vine din adâncul Pământului

Durata unei zile pe Pământ nu este chiar atât de 'fixă' pe cât pare. Deși vorbim despre 24 de ore, rotația planetei poate varia cu câteva milisecunde, iar cercetătorii încearcă să afle ce mecanisme ascunse provoacă aceste schimbări.

Un nou studiu arată că răspunsul ar putea fi legat de ceea ce se întâmplă la mii de kilometri sub suprafața Pământului, în zona în care nucleul și mantaua interacționează.

Cercetătorii Huifeng Zhang și Mathieu Dumberry, de la Universitatea din Alberta, au analizat date privind rotația nucleului interior și mișcarea metalului topit din nucleul exterior, reconstruind schimbările produse între 1964 și 2019. Rezultatele au fost publicate în revista Nature.

O „luptă” ascunsă între nucleu și manta

Pământul nu este un corp rigid care se rotește cu o viteză perfect constantă. În interiorul său există straturi aflate într-o continuă mișcare, iar schimburile de moment cinetic dintre acestea pot modifica, fie și foarte puțin, viteza de rotație a planetei.

Nucleul exterior este format în principal din metal lichid extrem de fierbinte, aflat într-o permanentă mișcare. Curenții din această regiune pot exercita forțe asupra mantalei, iar interacțiunea dintre cele două poate influența durata unei zile.

Problema este că mecanismul exact prin care nucleul și mantaua se „cuplează” nu este încă pe deplin înțeles.

Cercetătorii au luat în calcul inclusiv posibilitatea ca forțele electromagnetice să joace un rol important. Observațiile privind deplasarea axei Pământului sugerează că partea inferioară a mantalei poate avea o conductivitate electrică suficient de mare pentru ca fluxurile din nucleu să exercite asupra ei un cuplu electromagnetic, notează Popular Mechanics.

Nucleul interior nu stă pe loc

Unul dintre elementele esențiale ale studiului este comportamentul nucleului interior.

Acesta se poate deplasa și poate avea o viteză de rotație ușor diferită de cea a mantalei și a restului planetei. Cercetătorii au identificat o ușoară nealiniere spre est, menținută de deplasarea nucleului interior în raport cu mantaua.

Aici intervine gravitația. Forța gravitațională încearcă să readucă nucleul într-o anumită aliniere cu mantaua, exercitând un cuplu asupra acesteia.

În același timp, mișcarea materialului din nucleul exterior poate produce un cuplu în direcția opusă.

Practic, în interiorul Pământului are loc o competiție între forțe care trag în direcții diferite. Orice modificare a echilibrului dintre aceste cupluri se poate reflecta, la suprafață, printr-o schimbare minusculă a duratei zilei.

De ce contează câteva milisecunde

Pentru oameni, o variație de câteva milisecunde este imposibil de sesizat. Pentru cercetători însă, aceste diferențe sunt extrem de valoroase.

Ele oferă indicii despre structura și dinamica interiorului profund al Pământului, o regiune inaccesibilă direct observațiilor.

Durata zilei poate fi influențată și de fenomene de la suprafață sau din apropierea acesteia. Cutremurele puternice pot redistribui mase, topirea ghețarilor modifică distribuția apei pe planetă, iar atmosfera, vânturile și mareele oceanice pot afecta la rândul lor rotația Pământului.

Însă studiul sugerează că o parte importantă a variațiilor pe termen lung poate fi legată de procesele care se desfășoară în adâncurile planetei.

Putem prezice când se schimbă durata zilei?

Deocamdată, nu cu precizia pe care și-ar dori-o oamenii de știință.

Modelele dezvoltate de cercetători pot reproduce și prezice anumite schimbări ale rotației pe intervale de două-trei decenii sau mai lungi, însă datele seismice privind rotația nucleului interior nu sunt suficient de precise pentru perioade mai scurte.

În plus, modelele privind circulația metalului din nucleul exterior au propriile limite, iar cercetătorii admit că anumite forțe care contribuie la modificarea duratei zilei ar putea să nu fie încă incluse în calcule.

Studiul oferă însă o piesă importantă din puzzle-ul care începe la suprafața Pământului și coboară până în regiuni aflate la aproximativ 4.800 de kilometri sub picioarele noastre.

Acolo, într-o lume de metal topit, presiuni uriașe și mișcări imposibil de observat direct, se poate decide dacă ziua Pământului durează cu câteva milisecunde mai mult sau mai puțin.