Uma disputa gravitacional nas profundezas da Terra está alterando a duração do dia

A rotação da Terra não é um metrônomo perfeito

A rotação da Terra parece o ritmo mais confiável da natureza, mas não é perfeitamente estável. Cientistas registram pequenas variações na duração do dia há décadas, e essas mudanças podem ser tão sutis quanto alguns milissegundos. A maioria das pessoas nunca as notaria, mas os pesquisadores se importam profundamente porque as medições apontam para algo muito maior do que um relógio oscilante: a velocidade de rotação do planeta está mudando.

Várias causas sobrepostas já são conhecidas. Mudanças na atmosfera e nos oceanos podem impulsionar a rotação para mais rápido ou mais devagar. Grandes terremotos podem mover massa pelo planeta. O derretimento do gelo continental adiciona volumes enormes de água aos oceanos, outro processo que pode redistribuir peso. Esses fatores ajudam a explicar algumas das mudanças mais abruptas e recentes, mas não explicam toda a variação observada ao longo de décadas.

Olhando mais fundo que o manto

Parte dessa variação inexplicada parece vir de muito abaixo da superfície. Sob o manto rochoso da Terra está o núcleo externo, uma camada de aproximadamente 2.250 quilômetros de espessura feita de metal líquido extremamente quente que está sempre em movimento. Quando esses fluxos mudam, podem alterar sutilmente a velocidade com que o resto do planeta gira.

A dificuldade tem sido explicar como essa influência viaja de uma camada para outra. O atrito entre o núcleo e o manto é fraco demais para fazer o trabalho sozinho, então os geólogos têm procurado outros mecanismos dentro do planeta. Um novo estudo publicado esta semana na Nature sugere que podem ter encontrado uma dessas conexões ocultas.

Uma disputa entre gravidade e resistência

Os pesquisadores propõem que a gravidade do núcleo interno puxa a rotação em uma direção, enquanto outras interações entre o núcleo e o manto empurram de volta. Ao longo de décadas, essa competição poderia produzir pequenas acelerações e desacelerações na rotação da Terra. A ideia depende do fato de que o núcleo interno não gira na mesma velocidade que o resto do planeta, deixando-o ligeiramente desalinhado com certas irregularidades de massa no manto.

A gravidade, no entanto, trabalha para restaurar o equilíbrio. Mathieu Dumberry, geofísico da Universidade de Alberta que participou do estudo, disse em um comunicado à imprensa que o núcleo essencialmente quer estar alinhado. Em outras palavras, a gravidade tenta puxar as camadas do interior da Terra de volta para um arranjo mais harmonioso. Esse puxão, por mais leve que seja, pode afetar a rotação da superfície do planeta.

Reconstruindo a rotação de 1964 a 2019

Para avaliar a hipótese, os autores reconstruíram como essa interação pode ter influenciado a rotação da Terra entre 1964 e 2019. Eles se basearam em estimativas sísmicas da rotação do núcleo interno e em modelos de fluxos de metal líquido no núcleo externo. Essa combinação permitiu examinar se o acoplamento gravitacional entre camadas profundas poderia explicar algumas das mudanças observadas na rotação.

O que emerge não é um único evento dramático, mas uma lenta acumulação. Pequenos empurrões e puxões, repetidos ao longo de muitos anos, podem somar-se a deslocamentos detectáveis na duração do dia. O estudo não afirma que esse mecanismo explica todas as variações. Em vez disso, adiciona um processo candidato a uma lista crescente de influências que operam em diferentes partes do sistema terrestre.

Por que milissegundos importam

Uma diferença de alguns milissegundos na duração do dia pode parecer trivial. Mas medições precisas da rotação dão aos cientistas uma janela para o interior do planeta. O fato de a velocidade de rotação estar mudando já é importante por si só, e a busca para explicá-la revelou quantas camadas da Terra estão conectadas.

A atmosfera, os oceanos, os terremotos, o derretimento do gelo, os fluxos do núcleo externo e a gravidade do núcleo interno pertencem todos ao mesmo sistema acoplado. Cada um atua em sua própria escala de tempo, e cada um pode deixar uma assinatura tênue na rotação do planeta. Desvendar essas assinaturas ajuda os pesquisadores a entender quais forças dominam em quais momentos e como energia e massa se movem através da Terra.

As muitas forças que moldam um dia

A nova proposta se encaixa em um quadro mais amplo da Terra como um mundo dinâmico e em camadas, em vez de uma bola sólida e estática. Os contribuintes conhecidos e suspeitos incluem:

• Flutuações atmosféricas e oceânicas: Mudanças na circulação de ar e água podem acelerar ou desacelerar ligeiramente a rotação do planeta.
• Grandes terremotos: Esses eventos podem redistribuir massa dentro da Terra, alterando a rotação de maneiras pequenas mas mensuráveis.
• Derretimento do gelo continental: A água adicionada aos oceanos muda a distribuição de massa e pode influenciar a rotação.
• Fluxos do núcleo externo: O movimento na camada de metal líquido pode mudar a velocidade de rotação do resto do planeta.
• Gravidade do núcleo interno: A atração gravitacional entre o núcleo interno e as irregularidades do manto pode criar um empurra-e-puxa de longo prazo que afeta a duração do dia.

Esses mecanismos não operam isoladamente. Uma mudança em uma região pode propagar-se através de outra, e as mudanças de rotação resultantes são a soma de muitos efeitos sutis.

O que o estudo resolve e o que não resolve

Os pesquisadores acreditam ter identificado uma engrenagem oculta na rotação da Terra, não todo o mecanismo do relógio. Como as forças são transmitidas do interior profundo para a superfície permaneceu um mistério, e o fraco atrito entre núcleo e manto não poderia explicá-lo sozinho. O novo trabalho propõe a gravidade como uma possível correia de transmissão, com a atração do núcleo interno pelas irregularidades do manto fornecendo o acoplamento necessário.

A descoberta é importante porque conecta processos que operam a milhares de quilômetros de distância. Também dá aos cientistas uma nova maneira de pensar sobre mudanças na duração do dia em escala de décadas. Ao mesmo tempo, o estudo não elimina os papéis da atmosfera, dos oceanos, dos terremotos ou do derretimento do gelo. Essas forças permanecem parte da explicação, especialmente para mudanças mais rápidas.

Por enquanto, os dias da Terra continuarão a variar em frações minúsculas que ninguém pode sentir. Mas esses milissegundos carregam informações sobre uma disputa gravitacional nas profundezas do planeta, uma competição lenta que ajuda a moldar a duração de cada dia.

Este artigo é baseado em reportagem da Wired. Leia o artigo original.