Estamos acostumbrados a organizar nuestra vida cotidiana en base a las 24 horas que conforman un día. Sin embargo, para ser exactos, debemos decir que, de hecho, un día en la Tierra tiene una duración promedio ligeramente menor: de aproximadamente 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. Esto es lo que tarda nuestro planeta en rotar completamente sobre su eje, un fenómeno conocido como día sidéreo.
Pero, ¿qué pensarías si te dijeran que el día no siempre ha durado lo mismo en Tierra? Que, de hecho, la duración de un día en nuestro planeta ha variado en gran medida a lo largo del tiempo... y lo sigue haciendo.
La Luna, dueña del tiempo en la Tierra
Cuando la luna se formó por primera vez, hace unos 4.500 millones de años, el día en la Tierra duraba menos de 10 horas. Sin embargo, desde entonces, la compañía de la Luna y su atracción gravitacional sobre la Tierra ha ido ralentizando la rotación de nuestro planeta. Esto ha dado como resultado un día cada vez más largo que en la actualidad sigue alargándose a un ritmo de unos 1,7 milisegundos cada siglo.
De hecho, la Luna frena la rotación del planeta al atraer a los océanos de la Tierra, creando protuberancias de marea en lados opuestos del planeta que experimentamos como mareas altas y bajas. Así, la atracción gravitacional de la Luna junto a la fricción provocada entre las mareas y el fondo del océano actúan como una especie de freno en nuestro planeta giratorio.
Sin embargo, la Luna no es el único agente implicado en la velocidad de rotación de la Tierra y por lo tanto en la duración de sus días. "El Sol también produce una marea atmosférica con el mismo tipo de protuberancias", explica Norman Murray, el astrofísico teórico del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica autor principal de un artículo publicado recientemente en la revista Sciences Advances bajo el título Why the day is 24 hours long: The history of Earth’s atmospheric thermal tide, composition, and mean temperature. “La gravedad del Sol tira de estas protuberancias atmosféricas, produciendo un par en la Tierra. Pero en lugar de ralentizar la rotación de la Tierra como la Luna, la acelera”, añade.
Temperatura y rotación: poniendo en hora el reloj terrestre
Durante la mayor parte de la historia geológica de nuestro planeta, las mareas lunares han vencido a las mareas solares por un factor de diez; provocando la disminución de la velocidad de rotación de la Tierra y el alargamiento de los días.
El estudio de Murray y sus colegas, no obstante, estima que entre hace aproximadamente unos 2.000 y 600 millones de años, una marea atmosférica impulsada por el Sol contrarrestó el efecto de la Luna, manteniendo constante la velocidad de rotación de la Tierra y la duración del día en 19,5 horas.
"Hace unos 2.000 millones de años, las protuberancias atmosféricas eran más grandes porque la atmósfera era más cálida y porque su resonancia natural, es decir, la frecuencia con la que las ondas se mueven a través de ella, coincidía con la duración del día", explican los científicos. "La atmósfera, como una campana, resuena a una frecuencia determinada por varios factores, entre los que se incluye la temperatura".
En otras palabras, las ondas -como las generadas por la enorme erupción del volcán Krakatoa en Indonesia en 1883- atraviesan la Tierra a una velocidad determinada por su temperatura. Se trata del mismo principio que explica por qué una campana siempre produce la misma nota si su temperatura es constante.
Pero durante este período de estudio de 1.000 de años, la atmósfera terrestre era más cálida y resonaba con un período de aproximadamente 10 horas. Además, en ese momento la rotación de la Tierra, frenada por la Luna, alcanzó las 20 horas.
Cuando la resonancia atmosférica y la duración del día se convirtieron en factores pares (10 y 20), la marea atmosférica se reforzó, las protuberancias se hicieron más grandes y la atracción de las mareas solares se hicieron lo suficientemente fuertes como para contrarrestar la mareas lunares. Murray explica el fenómeno con una metáfora: "es como empujar a un niño en un columpio, si su empuje y el período del vaivén no están sincronizados, no va a subir mucho. Pero, si están sincronizados y usted empuja justo cuando el columpio se detiene en un extremo de su recorrido, este empuje se sumará a la propia inercia del columpio, llegando más lejos y más alto. Eso es lo que pasó con la resonancia atmosférica y la mareas en la Tierra”.