I giorni sulla Terra si sono misteriosamente allungati e gli scienziati non sanno (ancora) perché

dai orologi atomici insieme a precise misurazioni astronomiche hanno recentemente rivelato che la lunghezza di un giorno sulla Terra si allunga improvvisamente. Questo fenomeno ha implicazioni critiche non solo per la nostra misurazione del tempo, ma anche per cose come il GPS e altre tecnologie che governano le nostre vite moderne.

Negli ultimi decenni, la rotazione della Terra attorno al proprio asse, che determina la lunghezza di un giorno, ha subito un'accelerazione. Questa tendenza ha accorciato i nostri giorni; infatti, nel giugno 2022 abbiamo raggiunto il record della giornata più corto per circa mezzo secolo.

Ma nonostante questo record, dal 2020 questa costante accelerazione si è curiosamente trasformata in un rallentamento: le giornate si stanno allungando di nuovo, e il motivo per il momento resta sconosciuto.

Mentre i nostri orologi del telefono mostrano che un giorno ha esattamente 24 ore, il tempo effettivo impiegato dalla Terra per completare una singola rotazione varia leggermente. Questi cambiamenti si verificano in periodi che vanno da milioni di anni a quasi istantaneamente: anche i terremoti e le tempeste possono svolgere un ruolo. Quindi si scopre che un giorno molto raramente corrisponde al numero magico di 86 secondi.

Il pianeta in continua evoluzione

Per milioni di anni, la rotazione della Terra è rallentata a causa degli effetti di attrito associati alle maree causate dalla Luna. Questo processo aggiunge circa 2,3 millisecondi alla durata di ogni giorno ogni secolo. Alcuni miliardi di anni fa, un giorno della Terra durava solo 19 ore.

Negli ultimi 20 anni, un altro processo ha funzionato al contrario, accelerando la rotazione terrestre. Alla fine dell'ultima era glaciale, il lo scioglimento delle calotte polari ridusse la pressione sulla superficie e il mantello terrestre iniziò a muoversi costantemente verso i poli.

Proprio come un ballerino gira più velocemente quando avvicina le braccia al suo corpo – l'asse attorno al quale ruota – così la velocità di rotazione del nostro pianeta aumenta quando questa massa di mantello si avvicina all'asse della Terra. E questo processo si riduce ogni giorno di circa 0,6 millisecondi per secolo.

Nel corso di decenni e più a lungo, entra in gioco anche il collegamento tra l'interno e la superficie della Terra: grandi terremoti possono modificare la durata della giornata, anche se normalmente di piccole quantità. Ad esempio, il grande terremoto di Tohoku del 2011 in Giappone, con una magnitudine di 8,9, avrebbe accelerato la rotazione terrestre di una quantità relativamente piccola 1,8 microsecondi.

Oltre a questi cambiamenti su larga scala, in periodi di tempo più brevi, il tempo e il clima hanno anche grandi impatti sulla rotazione terrestre, causando variazioni in entrambe le direzioni.

I cicli di marea bimestrali e mensili spostano la massa intorno al pianeta, causando variazioni della durata del giorno fino a un millisecondo in entrambe le direzioni. Possiamo osservare le variazioni delle maree nei record di durata del giorno per periodi fino a 18,6 anni. Il movimento della nostra atmosfera ha un effetto particolarmente forte e anche le correnti oceaniche svolgono un ruolo. Il manto nevoso e le precipitazioni stagionali, o l'estrazione delle acque sotterranee, alterano ulteriormente le cose.

Perché la Terra sta rallentando improvvisamente?

Dagli anni '1960, quando gli operatori di radiotelescopi in tutto il pianeta iniziarono a escogitare tecniche per osservare contemporaneamente oggetti cosmici come i quasar, abbiamo stime molto accurate della velocità di rotazione della Terra.

Un confronto tra queste stime e un orologio atomico ha rivelato una durata del giorno apparentemente sempre più breve negli ultimi anni.

Ma c'è una rivelazione sorprendente una volta eliminate le fluttuazioni della velocità di rotazione che sappiamo si verificano a causa delle maree e degli effetti stagionali. Sebbene la Terra abbia raggiunto il suo giorno più corto il 29 giugno 2022, la traiettoria a lungo termine sembra essersi spostata dall'accorciamento all'allungamento dal 2020. Questo cambiamento non ha precedenti negli ultimi 50 anni.

Il motivo di questo cambiamento non è chiaro. Potrebbe essere dovuto a cambiamenti nei sistemi meteorologici, ad esempio Fenomeni climatici di La Niña consecutivi, anche se questi sono accaduti prima. Potrebbe essere un aumento dello scioglimento delle calotte glaciali, sebbene queste non si siano discostate molto dal loro normale tasso di scioglimento negli ultimi anni. Potrebbe essere legato all'enorme esplosione del vulcano Tonga iniettando enormi quantità di acqua nell'atmosfera ? Probabilmente no, visto che è successo a gennaio 2022.

Gli scienziati hanno ipotizzato che questo recente e misterioso cambiamento nella velocità di rotazione del pianeta è legato a un fenomeno chiamato Oscillazione Chandler » – una piccola deviazione dall'asse di rotazione terrestre con un periodo di circa 430 giorni. Le osservazioni dei radiotelescopi mostrano anche che l'oscillazione è diminuita negli ultimi anni; i due fenomeni potrebbero essere collegati.

Un'ultima possibilità, che ci sembra plausibile, è che nulla di specifico sia cambiato all'interno o intorno alla Terra. Potrebbero semplicemente essere effetti di marea a lungo termine che lavorano in parallelo con altri processi periodici per produrre un cambiamento temporaneo nella velocità di rotazione della Terra.

Abbiamo bisogno di un "secondo intercalare negativo"?

La conoscenza accurata della velocità di rotazione terrestre è fondamentale per una serie di applicazioni: i sistemi di navigazione come il GPS non funzionerebbero senza di essa. Inoltre, ogni due o tre anni, inseriscono i cronometristi secondi intercalari nei nostri tempi ufficiali per assicurarci che non perdano la sincronizzazione con il nostro pianeta.

Se la Terra dovesse passare a giorni ancora più lunghi, potremmo aver bisogno di incorporare un "secondo intercalare negativo" - che sarebbe senza precedenti e potrebbe rompere Internet.

La necessità di secondi intercalari negativi è considerata improbabile in questo momento. Per ora possiamo gioire della notizia che – almeno per un po' – abbiamo tutti qualche millisecondo in più ogni giorno.

Matt Re, Direttore dell'ARC Australian Center for Excellence in Antarctic Science, Università di Tasmania et Cristoforo Watson, Professore Ordinario, Scuola di Geografia, Pianificazione e Scienze del Territorio, Università di Tasmania

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto licenza Creative Commons. Leggi ilarticolo originale.