Un studiu publicat recent în revista Nature arată că variațiile multidecadale ale duratei zilei sunt dominate de cuplajul gravitațional dintre nucleul intern solid și manta, în timp ce forțele electromagnetice și cele mecanice acționează în sens opus.
Cercetătorii de la University of Alberta au construit un model care reproduce mult mai bine variațiile observate ale rotației Pământului în ultimele decenii. Ziua nu are, de fapt, exact 24 de ore. Cele 24 de ore reprezintă valoarea standard folosită pentru definirea zilei, dar rotația reală a Pământului fluctuează permanent. Diferențele sunt extrem de mici și, pentru viața de zi cu zi, complet imperceptibile. La scara măsurătorilor geofizice însă, ele sunt foarte importante.
Cercetătorii urmăresc aceste variații prin măsurarea poziției Pământului în raport cu obiecte astronomice foarte îndepărtate. Studiul publicat în Nature arată că, pe perioade de 10 până la 70 de ani, durata zilei poate varia cu câteva milisecunde. Asta înseamnă că planeta poate accelera sau încetini extrem de puțin, iar aceste modificări sunt suficient de mici încât oamenii nu le pot simți. Pentru ceasurile atomice, sistemele de navigație, comunicațiile prin satelit și astronomia de precizie, însă, asemenea diferențe contează.
În centrul Pământului se află nucleul, o structură dominată de fier și nichel. Nucleul intern este solid, în timp ce nucleul extern este lichid și se află într-o continuă mișcare. Deasupra nucleului se află mantaua, un strat uriaș de rocă ce se întinde până sub scoarța terestră. Aceste componente nu sunt complet independente. Ele schimbă între ele moment unghiular, adică o mărime fizică legată de rotația lor. Atunci când acest moment unghiular este transferat între nucleu și manta, viteza de rotație a mantalei și, implicit, durata zilei se modifică. Problema care îi preocupa pe cercetători era însă următoarea: ce anume produce forța necesară pentru acest transfer?
Care e motorul duratei zilei
Noul studiu analizează trei mecanisme principale. Primul este cuplajul gravitațional. Regiunile mai dense din nucleul intern sunt atrase gravitațional de regiuni dense din manta. Această atracție poate exercita un cuplu asupra nucleului și mantalei și poate modifica rotația acestora. Al doilea este cuplajul electromagnetic. Nucleul extern este alcătuit din metal lichid aflat în mișcare și generează câmpul magnetic al Pământului. Interacțiunile dintre acest câmp și materialele conductoare din interiorul planetei pot produce, la rândul lor, forțe care influențează rotația. Al treilea este un mecanism topografic sau mecanic, legat de modul în care fluxurile din nucleul lichid interacționează cu structurile de la limita dintre nucleu și manta. Cercetătorii compară aceste efecte cu un râu care curge în jurul unor obstacole și exercită forțe asupra lor.
Rezultatul central al cercetării este că forța gravitațională pare să fie principalul motor al variațiilor multidecadale ale duratei zilei. Dar nu acționează singură. Modelul cercetătorilor indică faptul că forța gravitațională este contrabalansată de interacțiuni electromagnetice și mecanice. Practic, în interiorul Pământului are loc un permanent „război” între aceste mecanisme, iar rezultatul final se vede la suprafață sub forma unor variații extrem de mici ale vitezei de rotație.
„Nu știam înainte să obținem rezultatul că ele concurează între ele”, a explicat Mathieu Dumberry, unul dintre autorii studiului, citat de Nature.
Contează câteva milisecunde?
Pentru oameni, practic deloc. Nu vom avea zile care să treacă brusc de la 24 de ore la 23 de ore sau la 25 de ore. Modificările despre care vorbesc cercetătorii sunt de ordinul milisecundelor și se desfășoară pe perioade de decenii. Pentru știință și tehnologie, însă, precizia contează enorm. Sistemele de navigație, comunicațiile, observațiile astronomice și sincronizarea ceasurilor de mare precizie depind de cunoașterea cât mai exactă a rotației Pământului.
Durata zilei este monitorizată tocmai pentru că variațiile sale oferă și o „fereastră” către procesele care se petrec în interiorul planetei. Nucleul nu este singurul factor care modifică durata zilei. Rotația Pământului este influențată de atmosferă, oceane, redistribuirea apei, topirea ghețarilor și calotelor de gheață, mișcarea maselor de apă și frecarea mareică produsă de Lună.
Un studiu publicat în 2026 arată, de exemplu, că schimbările în circulația atmosferică asociate încălzirii globale pot contribui la încetinirea rotației Pământului. Autorii estimează că modificările cantității de moment unghiular din atmosferă influențează durata zilei. Un alt studiu din 2026 a analizat efectul schimbărilor în stocarea apei terestre, inclusiv topirea gheții, utilizarea apelor subterane și acumularea apei în rezervoare. Aceste procese pot modifica distribuția masei pe planetă și, prin urmare, rotația acesteia.
Cu alte cuvinte, durata zilei este rezultatul unui echilibru extrem de complex între procese care au loc în nucleul Pământului, în oceane, în atmosferă și chiar în sistemul Pământ–Lună, potrivit nature.com.