Per oltre un miliardo di anni, un delicato equilibrio tra il Sole e la Luna ha bloccato la rotazione della Terra a un ritmo costante, mantenendo la durata del giorno a circa 19,5 ore. Secondo un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università di Toronto e dell'Università di Bordeaux, senza questa pausa secolare la giornata sarebbe ormai lunga più di 60 ore.
Il lavoro, pubblicato su Science Advances , combina sofisticati modelli matematici con prove geologiche, come strati sedimentari che registrano antichi cicli di marea, per tracciare come si è evoluta la rotazione della Terra negli ultimi 4,5 miliardi di anni.
Quando la Luna si formò per la prima volta, circa 4,5 miliardi di anni fa, orbitava vicino alla Terra e il nostro pianeta ruotava rapidamente, facendo durare un giorno meno di 10 ore. Oggi la Luna si sta lentamente allontanando e la rotazione della Terra sta rallentando, aggiungendo circa 1,7 millisecondi alla durata di un giorno ogni secolo.
L’attrazione gravitazionale della Luna crea rigonfiamenti oceanici – maree – sui lati opposti del pianeta. Questi rigonfiamenti si trascinano contro il fondale marino, producendo un attrito che estrae momento angolare dalla rotazione terrestre e allunga gradualmente il giorno.
Al contrario, il riscaldamento solare genera maree atmosferiche che possono accelerare la rotazione della Terra. L’atmosfera si gonfia in risposta alla forzante termica del Sole e la coppia risultante può accelerare leggermente la rotazione. Storicamente, l'effetto della Luna è stato circa dieci volte più forte, dominando il processo di rallentamento.
Durante il periodo compreso tra 2 miliardi e 600 milioni di anni fa, le coppie opposte del Sole e della Luna erano in risonanza quasi esatta. L’atmosfera terrestre, riscaldata da una temperatura globale più elevata, supportava onde stazionarie che completavano un ciclo completo ogni 10 ore, esattamente due volte per rotazione terrestre. Questa condizione di risonanza ha amplificato i rigonfiamenti atmosferici, consentendo al Sole di aggiungere slancio alla rotazione terrestre e contrastare l’effetto frenante della Luna. Il risultato è stato un plateau nella durata del giorno a circa 19,5 ore che è durato per un miliardo di anni.
Quando l'atmosfera si raffreddò e la frequenza di risonanza diminuì, il delicato equilibrio andò perso. Da allora, il giorno si è allungato e oggi la marea atmosferica del Sole impiega 22,8 ore per completare un ciclo completo, restando indietro rispetto alle 24 ore del giorno.
È importante sottolineare che lo studio conferma l’accuratezza dei modelli di circolazione atmosferica globale utilizzati dagli scienziati del clima. Riproducendo le temperature passate e i comportamenti delle maree, i ricercatori dimostrano che questi modelli possono prevedere in modo affidabile come i futuri cambiamenti climatici influenzeranno le maree atmosferiche e, per estensione, la durata di una giornata.
Poiché l’aumento delle temperature globali potrebbe allontanare ulteriormente la risonanza atmosferica dal suo equilibrio storico, la capacità del Sole di accelerare la rotazione della Terra potrebbe diminuire, accelerando potenzialmente la tendenza all’allungamento del giorno. Questo effetto sottile ma profondo sottolinea un altro modo in cui l'attività umana sta rimodellando il nostro pianeta.
