Un típico globo terráqueo de escritorio está diseñado para ser una esfera geométrica y para girar suavemente cuando se le hace girar. Nuestro planeta real es mucho menos perfecto, tanto en su forma como en su rotación.
La Tierra no es una esfera perfecta. Cuando gira sobre su eje de rotación -una línea imaginaria que pasa por los polos norte y sur- se desvía y se tambalea. Estos movimientos del eje de giro se denominan científicamente «movimiento polar». Las mediciones realizadas en el siglo XX muestran que el eje de rotación se desplaza unos 10 centímetros por año. En el transcurso de un siglo, esto se convierte en más de 11 yardas (10 metros).
Usando datos observacionales y basados en modelos que abarcan todo el siglo XX, los científicos de la NASA han identificado por primera vez tres procesos ampliamente clasificados como responsables de esta deriva: la pérdida de masa contemporánea principalmente en Groenlandia, el rebote glacial y la convección del manto.
«La explicación tradicional es que un proceso, el rebote glacial, es responsable de este movimiento del eje de giro de la Tierra. Pero recientemente, muchos investigadores han especulado que otros procesos podrían tener también efectos potencialmente importantes en él», dijo el primer autor, Surendra Adhikari, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. «Hemos reunido modelos para un conjunto de procesos que se cree que son importantes para impulsar el movimiento del eje de giro. Identificamos no uno, sino tres conjuntos de procesos que son cruciales – y el derretimiento de la criósfera global (especialmente Groenlandia) en el transcurso del siglo 20 es uno de ellos»
En general, la redistribución de la masa sobre y dentro de la Tierra -como los cambios en la tierra, las capas de hielo, los océanos y el flujo del manto- afecta a la rotación del planeta. A medida que las temperaturas aumentaron a lo largo del siglo XX, la masa de hielo de Groenlandia disminuyó. De hecho, un total de unas 7.500 gigatoneladas -el peso de más de 20 millones de Empire State Buildings- de hielo de Groenlandia se fundió en el océano durante este periodo. Esto hace que Groenlandia sea uno de los principales contribuyentes de la masa que se transfiere a los océanos, causando el aumento del nivel del mar y, en consecuencia, una deriva en el eje de giro de la Tierra.
Aunque el derretimiento del hielo se produce en otros lugares (como la Antártida), la ubicación de Groenlandia hace que sea un contribuyente más significativo al movimiento polar.
«Existe un efecto geométrico que consiste en que si tienes una masa que se encuentra a 45 grados del Polo Norte -como es el caso de Groenlandia- o del Polo Sur (como los glaciares de la Patagonia), tendrá un mayor impacto en el desplazamiento del eje de giro de la Tierra que una masa que esté justo cerca del Polo», dijo el coautor Eric Ivins, también del JPL.
Estudios anteriores identificaron el rebote glaciar como el factor clave que contribuye al movimiento polar a largo plazo. ¿Y qué es el rebote glaciar? Durante la última edad de hielo, los pesados glaciares deprimieron la superficie de la Tierra de forma parecida a como se deprime un colchón cuando uno se sienta en él. Cuando ese hielo se derrite, o se retira, la tierra vuelve a subir lentamente a su posición original. En el nuevo estudio, que se basó en gran medida en un análisis estadístico de dicho rebote, los científicos dedujeron que es probable que el rebote glacial sea responsable de sólo un tercio de la deriva polar en el siglo XX.
Los autores sostienen que la convección del manto constituye el último tercio. La convección del manto es responsable del movimiento de las placas tectónicas en la superficie de la Tierra. Es básicamente la circulación de material en el manto causada por el calor del núcleo de la Tierra. Ivins la describe como una olla de sopa colocada en el fuego. A medida que la olla, o el manto, se calienta, los trozos de la sopa comienzan a subir y bajar, formando esencialmente un patrón de circulación vertical -al igual que las rocas que se mueven a través del manto de la Tierra.
Con estos tres amplios contribuyentes identificados, los científicos pueden distinguir los cambios de masa y el movimiento polar causados por procesos terrestres a largo plazo sobre los que tenemos poco control de los causados por el cambio climático. Ahora saben que si la pérdida de hielo de Groenlandia se acelera, es probable que el movimiento polar también lo haga.
El artículo en Earth and Planetary Science Letters se titula «¿Qué impulsa el movimiento polar del siglo XX?». Además del JPL, entre las instituciones coautoras se encuentran el Centro Alemán de Investigación en Geociencias, Potsdam; la Universidad de Oslo, Noruega; la Universidad Técnica de Dinamarca, Kongens Lyngby; el Servicio Geológico de Dinamarca y Groenlandia, Copenhague, Dinamarca; y la Universidad de Bremen, Alemania.
Una simulación interactiva de cómo múltiples procesos contribuyen a los bamboleos del eje de rotación de la Tierra está disponible en:
https://vesl.jpl.nasa.gov/sea-level/polar-motion/
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Esprit Smith
Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.
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