Estudio de la NASA resuelve dos misterios sobre Tierra bamboleante

La tierra no siempre gira sobre un eje por sus polos. En cambio, la variación irregular en el tiempo, deriva hacia América del norte durante la mayor parte del siglo XX (flecha verde). Que la dirección ha cambiado drásticamente debido a los cambios en la masa de agua en la Tierra. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Usando datos de satélite sobre cómo el agua se mueve alrededor de la Tierra, los científicos de la NASA han solucionado dos misterios sobre bamboleos en la rotación del planeta--uno nuevo y uno más de un siglo de antigüedad. La investigación puede ayudar a mejorar nuestro conocimiento del pasado y el clima futuro.

Aunque un globo terráqueo de escritorio siempre gira suavemente alrededor del eje pasando por sus polos norte y sur, un planeta real se tambalea. El eje de giro de la Tierra se desplaza lentamente alrededor de los polos; el más lejano lejos se tambaleó desde observaciones es de 37 pies (12 metros). Estos bamboleos no afectan nuestra vida diaria, pero debe tenerse en cuenta para obtener resultados precisos de GPS, satélites de observación de la Tierra y observatorios en la Tierra.

En un artículo publicado hoy en la ciencia avanza, Surendra Adhikari y Erik Ivins del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, investigó cómo el movimiento del agua alrededor del mundo contribuye a bamboleos rotacionales de la Tierra. Estudios anteriores han identificado muchas conexiones entre los procesos en la superficie o interior de la Tierra y nuestro planeta de maneras que vaga. Por ejemplo, la capa de la Tierra todavía está reajustando a la pérdida de hielo en América del norte después de la última edad de hielo, y la masa reducida debajo de ese continente tira del eje de giro hacia Canadá a razón de unas pocas pulgadas cada año. Pero algunos movimientos son aún desconcertantes.

Curva cerrada hacia el este

Alrededor del año 2000, el eje de giro de la Tierra tomó un giro abrupto hacia el este y ahora está derivando casi dos veces tan rápido como antes, a una tasa de casi 7 pulgadas (17 centímetros) un año. "Es ya no avanza hacia la bahía de Hudson, sino más bien hacia las islas británicas," dijo Adhikari. "Es un columpio masivo". Adhikari y Ivins salió a explicar este cambio inesperado.

Los científicos han sugerido que la pérdida de masa de Groenlandia y de la Antártida en su hoja del hielo rápidamente en fusión puede ser la causa el desplazamiento hacia el este del eje de giro. Los científicos JPL evaluaron esta idea mediante observaciones de los satélites de NASA/alemán aeroespacial centro de recuperación de gravedad y experimento del clima (gracia), que proporcionan un registro mensual de los cambios en masa alrededor de la Tierra. Esos cambios son en gran parte causados por movimientos de agua a través de procesos cotidianos como acumulando nieve y agotamiento del agua subterránea. Calcula cuánta masa estuvo implicado en agua ciclismo entre áreas de la Tierra y sus océanos del 2003 al 2015 y la medida en que las pérdidas totales y las ganancias tiraron y empujaron sobre el eje de giro.

Adhikari y cálculos de Ivins demostraron que los cambios en Groenlandia solos no generan la gigantesca cantidad de energía necesaria para sacar el eje de giro lo que ha cambiado. En el hemisferio sur, hielo, pérdida de masa de la Antártida occidental está tirando y hielo está presionando a ganancia de masa en la Antártida Oriental, el eje de giro de la Tierra en la misma dirección que Groenlandia está empujando desde el norte, pero el efecto combinado no es suficiente para explicar la aceleración y la nueva dirección. Algo al este de Groenlandia tiene que estar ejerciendo una tracción adicional.

Los investigadores encontraron la respuesta en Eurasia. "La mayor parte de la respuesta es un déficit de agua en Eurasia: el subcontinente indio y la zona del mar Caspio" Adhikari dijo.

El hallazgo fue una sorpresa. Esta región ha perdido masa de agua debido al agotamiento de acuíferos y la sequía, pero la pérdida es en ninguna parte cerca tan grande como el cambio en las capas de hielo.

Así que ¿por qué la más pequeña pérdida tuvo un efecto tan fuerte? Los investigadores dicen que es porque el eje de giro es muy sensible a los cambios que ocurren alrededor de 45 grados de latitud, tanto norte como sur. "Esto está bien explicado en la teoría de rotar objetos," explica Adhikari. "Por eso los cambios en el subcontinente indio, por ejemplo, son tan importantes."

Nueva perspectiva sobre un viejo bamboleo

En el proceso de resolver este misterio reciente, los investigadores inesperadamente subieron con una prometedora nueva solución a un problema muy antiguo. Un particular el bamboleo en la rotación de la Tierra ha dejado perplejos a científicos desde que las observaciones comenzaron en 1899. Cada seis a 14 años, el eje de giro se tambalea alrededor de 20 a 60 pulgadas (0,5 a 1,5 metros), ya sea este o al oeste de su dirección general de la deriva. "A pesar de enormes esfuerzos teóricos y modelados, ningún mecanismo plausible se ha puesto adelante que podría explicar este enigmática oscilación," Adhikari dijo.

Alineando un gráfico del bamboleo de este a oeste durante el período cuando GRACE disponía de datos contra un gráfico de los cambios en el almacenamiento de aguas continentales para el mismo período, los científicos JPL vieron una semejanza sorprendente entre los dos. Cambios en el hielo polar parecían no tener ninguna relación con el bamboleo--sólo cambios en el agua en la Tierra. Años secos en Eurasia, por ejemplo, correspondieron a oscilaciones hacia el este, mientras que mojado años correspondieron a oscilaciones hacia el oeste.

Cuando los investigadores vieron que las observaciones de GRACE sobre los cambios de agua de la Tierra en masa desde abril de 2002 a marzo de 2015 en las ecuaciones de la física clásica que predicen la pole position, encontraron que los resultados emparejaban el bamboleo este-oeste observada muy de cerca. "Esto es mucho más que una simple correlación," coautor Ivins dijo. "Hemos aislado a la causa".

Los aumentos de descubrimiento la posibilidad de que el registro de 115 años de Oriente y Occidente se tambalea en el eje de giro de la Tierra puede, de hecho, ser un muy buen historial de cambios en el almacenamiento de agua de la Tierra. "Que nos puede decir algo sobre el clima pasado--si la intensidad de la sequía o humedad se ha amplificado con el tiempo y en que lugares," dijo Adhikari.

«Registros históricos del movimiento polar son globalmente completos en su sensibilidad y extraordinariamente precisos, dijo Ivins. "Nuestro estudio muestra que este conjunto de datos heredado pueden utilizarse para aprovechar la información vital sobre los cambios en las hojas de hielo y almacenamiento de aguas continentales en el tiempo".

GRACE es una misión conjunta de la NASA con el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y el centro de investigación alemán de Geociencias (GFZ), en colaboración con la Universidad de Texas en Austin.

Alan Buis
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California
818-354-0474
Alan.buis@jpl.nasa.gov

Written by Carol Rasmussen
NASA Earth Science News Team

Traducción: El Quelonio Volador