En la Tierra, un día solar dura 24 horas. Es el tiempo que tarda el Sol en volver al mismo lugar del cielo que el día anterior. La Luna, el único satélite natural de la Tierra, tarda unos 27 días en completar un único circuito alrededor de nuestro planeta y orbita a una distancia media de 384.399 km. Desde tiempos inmemoriales, los seres humanos han seguido la pista del Sol, la Luna y sus periodos siderales y sinódicos. A nuestro entender, la mecánica orbital que rige el sistema Tierra-Luna ha sido la misma, y hemos llegado a darla por sentada.
© ESA/Meteosat POSTED ONVista del disco completo de la Tierra, cortesía del Meteosat-I 1.
El estudio ha sido realizado por Ross N. Mitchell, profesor de Geociencias del Laboratorio Estatal Clave CAS de Evolución Litosférica del Instituto de Geología y Geofísica y de la Facultad de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de la Academia China de Ciencias, y Uwe Kirscher, antiguo profesor de la Universidad de Tubinga (Alemania) y actual investigador del Instituto de Investigación Geocientífica de la Universidad de Curtin (Australia). El artículo que detalla su investigación, titulado "La duración del día a mediados del Proterozoico se estancó por la resonancia de las mareas", apareció recientemente en Nature Geosciences.
En décadas pasadas, los geólogos examinaron un tipo especial de roca sedimentaria que contiene capas conservadas de marismas. Contando el número de capas sedimentarias provocadas por las fluctuaciones de las mareas, podían determinar el número de horas al día durante periodos geológicos anteriores. Pero tales registros son raros, y los que se examinaron fueron a menudo discutidos en cuanto a su antigüedad. Sin embargo, existe otro método para estimar la duración del día conocido como cicloestratigrafía, que Mitchell y Kircher emplearon para su estudio.
Este método geológico examina la estratificación sedimentaria rítmica para detectar los ciclos de Milankovitch, que describen cómo los cambios en la excentricidad y la oblicuidad de la órbita de la Tierra afectan a su clima a lo largo del tiempo. En los últimos años, ha proliferado el número de registros Milankovitch que tratan del pasado antiguo. De hecho, más de la mitad de los datos relativos a periodos geológicos antiguos se han obtenido en tan sólo los últimos siete años. Esto permitió a Mitchell y Kircher poner a prueba una teoría hasta entonces no demostrada. Como explicaba Kirscher en un reciente comunicado de prensa del CAS:
"Dos ciclos de Milankovitch, la precesión y la oblicuidad, están relacionados con el bamboleo y la inclinación del eje de rotación de la Tierra en el espacio. Por tanto, la rotación más rápida de la Tierra primitiva puede detectarse en ciclos de precesión y oblicuidad más cortos en el pasado. Por ello, si en el pasado estas dos fuerzas opuestas se hubieran igualado entre sí, dicha resonancia de marea habría provocado que la duración del día terrestre dejara de cambiar y se hubiera mantenido constante durante algún tiempo".En resumen, esta teoría postula que la duración del día puede haber permanecido en un valor constante en el pasado durante largos periodos de tiempo en lugar de aumentar gradualmente. Un factor clave son las "mareas atmosféricas solares", en las que el "empuje" de partículas solares cargadas procedentes del Sol (también conocido como viento solar) está relacionado con el calentamiento de nuestra atmósfera durante el día. Esto es similar a cómo las mareas lunares, causadas por la "atracción" de la gravedad de la Luna, están relacionadas con la subida y bajada del nivel de los océanos. Pero mientras que la gravedad de la Luna ha ralentizado lentamente la rotación de la Tierra, el Sol ha sido el responsable de acelerarla.
© University of St. AndrewsImpresión artística de la Tierra hace 650 millones de años durante la glaciación Marinoana.
Lo que resulta especialmente intrigante del nuevo resultado es cómo "los mil millones de aburrimiento" se produjeron entre los dos mayores aumentos del contenido de oxígeno en nuestra atmósfera. Estos fueron el Gran Evento de Oxidación, en el que las bacterias fotosintéticas aumentaron drásticamente la cantidad de oxígeno en la atmósfera, y el periodo Criogénico (también conocido como "Tierra Bola de Nieve"), un periodo glaciar en el que toda la superficie (o casi) estaba cubierta de hielo. Si se confirman, estos resultados indican que la evolución de la rotación de la Tierra está relacionada con la composición de su atmósfera.
El estudio también apoya la idea de que se necesitaron días más largos antes de que las bacterias fotosintéticas pudieran producir suficiente oxígeno para alcanzar los niveles atmosféricos modernos (24%). Sin embargo, la principal implicación de este estudio es cómo altera las percepciones de los astrónomos sobre la rotación de la Tierra en el pasado (o "paleorrotación"). Durante mucho tiempo se ha teorizado que la Luna absorbía gradualmente la energía de rotación de la Tierra, ralentizando el planeta, impulsando a la Luna a una órbita más alta y creando un día de 24 horas. Pero estos resultados indican que hubo una interrupción en ese proceso hace entre 2.000 y 1.000 millones de años. Como resumió Kirscher:
"La mayoría de los modelos de rotación de la Tierra predicen que la duración del día fue cada vez más corta en el tiempo. Dos ciclos de Milankovitch, la precesión y la oblicuidad, están relacionados con el bamboleo y la inclinación del eje de rotación de la Tierra en el espacio. Por tanto, la rotación más rápida de la Tierra primitiva puede detectarse en ciclos de precesión y oblicuidad más cortos en el pasado".
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