Por qué cambia la velocidad a la que rota el núcleo interno de la Tierra

La Tierra se mueve bajo nuestros pies: la velocidad a la que rota el núcleo interno oscila sin que pueda explicarse por qué

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Francisco José Torcal Milla, Universidad de Zaragoza

Eppur si muove fueron las palabras que, según algunos, pronuncio el célebre Galileo Galilei tras renegar de la visión heliocéntrica del universo ante el tribunal de la Santa Inquisición en 1663.

Han pasado casi cuatro siglos de aquella obligada confesión y hoy no solo sabemos –y hemos demostrado– que la Tierra se mueve: también hemos demostrado que lo hace de muchas formas distintas. Alguna aún no podemos explicarla del todo. Entre ellas, el ritmo oscilante del núcleo interno, el corazón de hierro del planeta.

El núcleo interno de la Tierra, una esfera de hierro y níquel con un radio de 1 221 kilómetros, desacoplado del manto de hierro líquido, se mueve y cambia en el transcurso de décadas. En un reciente artículo publicado por los profesores Vidale y Wang, de la Universidad de California del Sur (Estados Unidos), se explica que la velocidad a la que rota oscila en periodos de 6 años, según datos sismológicos.

La importancia de la Luna, los días y las noches

Desde los tiempos de Galileo se sabe que la Tierra describe una órbita elíptica con el Sol en uno de los focos de la elipse, además de rotar en torno a un eje que pasa por los polos. El primero de estos movimientos es la causa de las estaciones (junto con la inclinación del eje de rotación de la Tierra con respecto a la eclíptica) y al segundo le debemos los días y las noches.

El centro de la Tierra no describe una órbita exactamente elíptica en torno al Sol, sino que recorre una especie de rizado. Esto es debido a la influencia de la Luna, que hace que la Tierra gire en torno al centro de masas o baricentro del sistema Tierra-Luna a la vez que lo hace en torno al Sol.

El baricentro se encuentra a aproximadamente un cuarto del radio de la Tierra. Y esto se debe a que la Luna tiene una masa no despreciable.

Eso sí, si comparamos la distancia del baricentro del sistema Tierra-Luna al centro de la Tierra con la distancia Tierra-Sol, es tan minúsculo que resulta despreciable. Por esta razón no tiene prácticamente ninguna influencia en el desarrollo de las estaciones anuales ni en los periodos día-noche.

La rotación tampoco es tan sencilla como la pintan, ya que el eje de rotación de la Tierra no esta fijo sino que sufre algunos movimientos “menores” como la precesión, la nutación, etc.

El cambio de estaciones y las glaciaciones

La precesión del eje de la Tierra es el más importante de los movimiento menores. También se trata de un movimiento periódico, es decir, que se repite cada cierto tiempo. En este caso se repite cada 25 776 años, con lo que no nos debería preocupar demasiado.

La precesión del eje de la Tierra hace que las estaciones se inviertan entre los dos hemisferios terrestres. Pensemos en una peonza. Al lanzarla se mantiene erguida rotando en torno a su eje vertical pero pasado un instante el eje se inclina y empieza a girar formado una especie de cono invertido. Este movimiento es la precesión.

La nutación es un vaivén periódico del eje de la Tierra, de mayor a menor inclinación respecto a la eclíptica, que tiene como efecto que tengamos estaciones más o menos contrastadas, climatológicamente hablando. Para un mayor grado de inclinación del eje de la Tierra respecto a la eclíptica, la diferencia climatológica entre el verano y el invierno resulta más contrastada que si este ángulo es menor. Este hecho ha dado lugar, por ejemplo, a periodos glaciales en la Tierra. Se sabe que este movimiento es debido a la atracción gravitatoria de la Luna y que su periodo es mucho menor que el de la precesión. La nutación tiene un periodo de 18,6 años.

Todos estos movimientos periódicos de la Tierra tienen importantes efectos sobre el clima. Son los conocidos como ciclos de Milankovitch.

Movimientos internos

Los movimientos anteriores son debidos a la interacción gravitatoria de la Tierra con otros astros del sistema solar como el Sol y la Luna. Pero internamente, la Tierra también se mueve.

No podemos olvidar los movimientos tectónicos de placas debidos a la actividad magmática bajo la superficie terrestre, los movimientos glaciales debidos a variaciones en el clima, ni mucho menos los movimientos que sufre el núcleo de la Tierra.

Los movimientos tectónicos pueden causar terremotos, formación de montañas, actividad volcánica y la creación de características geográficas como cordilleras, fosas oceánicas, arcos de islas, etc.

El centro

El núcleo de la Tierra se encuentra a más de 5 000 km de profundidad y el ser humano solo ha perforado hasta aproximadamente 12 km. El estudio directo de lo que pasa en el núcleo terrestre es inviable con la tecnología actual. Lo que sí podemos observar son los efectos que producen estos movimientos y deducir lo que podría estar ocurriendo.

Se sabe, por ejemplo, que el núcleo terrestre está formado por hierro y níquel fundido y que se encuentra en rotación, lo que hace que la Tierra tenga campo magnético.

Este campo magnético nos protege de la radiación solar, que está llena de partículas altamente energéticas que imposibilitarían la vida en la Tierra, dirigiéndolas hacia los polos terrestres y produciendo las maravillosas auroras.

Además, al analizar las ondas sísmicas producidas en terremotos, los científicos tiene una mejor idea de lo que está ocurriendo en el núcleo. Y eso, precisamente, es lo que han estudiado los profesores Wang y Vidale de la Universidad de California del Sur. Según su estudio, publicado en Science Advance, en el que han analizado las óndas sísmicas producidas por explosiones controladas, parece haber un ciclo de 6 años en el que el núcleo terrestre cambia la velocidad de rotación, lo que explicaría la variación en la longitud del día, que ha oscilado casi constantemente en las últimas décadas.

Tras estás investigaciones y otras que probablemente llegarán, no cabe duda de que Galileo se quedó corto al defender que la Tierra se mueve.The Conversation

Francisco José Torcal Milla, Profesor Titular. Departamento de Física Aplicada. Centro: EINA. Instituto: I3A, Universidad de Zaragoza

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

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