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¿Por qué cambia la velocidad con la que gira la Tierra?

Categoría: Espacio y astronomía

El 5 de julio de 2024 se registró el día más corto desde que hay relojes atómicos: duró unos 1,66 milisegundos menos que las 86.400 segundos de un día «normal» [1]. La Tierra no gira siempre igual. La respuesta corta es que el giro del planeta se reparte entre la parte sólida, el aire, el océano, el hielo y el núcleo líquido, y cuando uno gana, otro pierde. Esta página sigue ese reparto, de lo más regular a lo que todavía nadie sabe explicar. (Cómo se mide el giro es otro tema; lo cuenta otra página de este cuaderno.)

1. Cuánto cambia la duración del día, y cuánto es poco

Un día solar medio, el tiempo que tarda la Tierra en completar un giro respecto al Sol, dura 86.400 segundos, con una variación de un milisegundo más o menos. Un milisegundo es la milésima parte de un segundo; un parpadeo dura unos cien [1]. Hasta 2020, el día más corto medido con relojes atómicos había sido 1,05 ms más corto que lo normal. Desde entonces ha habido varios récords a mitad de año, y el de 2024 llegó a 1,66 ms [1].

Son diferencias minúsculas: ninguna persona las nota. Pero que existan ya es una sorpresa, porque la Tierra parece el reloj más constante que tenemos. Para entender por qué varía hay que fijarse en una regla de la física.

2. La regla básica: el giro se reparte entre el aire, el mar, el hielo y la roca

Un objeto que gira tiene una cantidad de «giro» que los físicos llaman momento angular. Si nada lo empuja desde fuera, esa cantidad se conserva. Piensa en una silla giratoria: si giras con los brazos abiertos y los pegas al cuerpo, giras más rápido. La cantidad total es la misma, pero está repartida de otra manera.

En la Tierra pasa algo parecido, con dos caminos. Primero, el giro puede pasar de una parte del planeta a otra. Cuando el aire, que también gira con la Tierra, gana movimiento hacia el este, la parte sólida pierde un poco y el día se alarga. Segundo, la masa puede cambiar de sitio: si algo pesado se desplaza del polo hacia el ecuador, el planeta gira más lento, como con los brazos abiertos [2]. Casi todo lo que sigue es una de esas dos cosas.

3. Por qué las estaciones y El Niño alargan o acortan el día: el papel del viento

El cambio más regular tiene periodo de un año. La duración del día oscila unos 1000 microsegundos (un milisegundo) a lo largo de las estaciones. Según el resumen de un estudio de 1993, trabajos anteriores ya explicaban al menos el 95 % de esa oscilación con el intercambio de momento angular entre la atmósfera y la Tierra sólida [3]. Ese estudio se ocupaba del resto, la parte que corresponde al océano, que es mucho menor.

También se nota un fenómeno climático, El Niño. El grupo de rotación terrestre del Observatorio de París explica que, durante un El Niño, se intensifica la circulación de vientos este-oeste en la parte alta de la troposfera. Eso aumenta el momento angular de la atmósfera y, por conservación, frena la Tierra sólida. En el invierno boreal de 2015-2016, un El Niño fuerte dejó una anomalía de unos 0,5 ms en la duración del día [4].

Así que la atmósfera es la que más giro intercambia con la Tierra sólida. Pero no es la única.

4. Por qué la posición de la Luna acorta algunos días

La Luna también deja huella, y en una escala de tiempo mucho más corta. Según el resumen que leímos de TimeandDate, la Tierra gira más rápido cuando la Luna está muy al norte o muy al sur del ecuador terrestre, y las fechas de días cortos previstas para 2025 coinciden con esos momentos [1]. Es una oscilación rápida que se suma a las demás. La fuente no detalla el mecanismo físico, así que aquí no lo explicamos más.

5. Por qué los terremotos y el deshielo cambian el giro: mueven masa

El segundo camino, mover masa de sitio, se ve bien en los terremotos. Según NASA/JPL, el terremoto de Japón de 2011 (magnitud 9,0) acortó el día unos 1,8 microsegundos y movió unos 17 cm el eje que describe la forma de la Tierra («eje de figura»); el de Chile de 2010 (8,8) lo acortó unos 1,26 microsegundos, y el de Sumatra de 2004 (9,1), 6,8 microsegundos. Son estimaciones preliminares [5]. Comparadas con los 1000 microsegundos de las estaciones, son entre unas 150 y 800 veces menores (cuenta nuestra).

El deshielo actúa más despacio, pero en una sola dirección. El agua de los hielos de las regiones frías acaba en el océano y sube el nivel del mar en casi todo el mundo: es masa que se traslada de los polos hacia el ecuador, y eso frena la rotación. Antes de 1990, los cambios en la gravedad acercaban la forma de la Tierra a una esfera y la hacían girar más rápido; desde 1990 la tendencia se invirtió y gira más lento [2].

6. Qué pasa con el núcleo y por qué nadie sabe por qué los días se acortan desde 2020

Dentro de la Tierra hay un núcleo exterior líquido, y también interviene. Según la nota de la Universidad de California en San Diego sobre ese estudio, el núcleo se ha ido frenando desde 1972 y ese momento angular pasa a la parte sólida: la duración del día es hoy 0,0025 segundos menor que hace 50 años [2].

Con todo eso, el récord de 2024 sigue sin explicación completa. Leonid Zotov, de la Universidad Estatal de Moscú, dijo que nadie lo esperaba y que «la causa de esta aceleración no está explicada». Cree, como la mayoría de los científicos, que algo ocurre dentro de la Tierra. Él mismo había predicho que el giro se frenaría pronto, pero reconoce que fue una predicción prematura [1]. Es un buen ejemplo de ciencia en marcha: se conocen los mecanismos, pero no cuál domina ahora.

Esto tiene un efecto práctico. Si el giro se mantuviera tan rápido, haría falta quitar un segundo al reloj mundial (un segundo intercalar negativo). El geofísico Duncan Agnew, en un artículo de Nature de 2024, sugiere que podría ser necesario hacia 2028; sin el efecto frenante del deshielo, habría llegado unos tres años antes [2].

7. Cómo comprobarlo tú mismo: una silla giratoria y los datos públicos

Siéntate con una persona adulta en una silla giratoria, con los brazos abiertos y sin sostener nada pesado, y pídele que te dé un impulso suave. Acerca las manos al pecho: girarás más rápido. Hazlo despacio y detente en cuanto te marees.

Para ver la Tierra, busca los datos públicos de «length of day» del Centro de Orientación de la Tierra del IERS (en inglés), que se actualizan a diario [4]. Dibuja un gráfico y busca las oscilaciones de cada año y los días cortos desde 2020. Lo más interesante de esta historia es que ese último tramo todavía no tiene una explicación acordada.

Fuentes

  1. EarthSky / TimeandDate (Graham Jones, 2025), «Earth will spin unusually quickly in July and August» https://earthsky.org/earth/earth-will-spinquickly-shortest-days-july-and-august/ (En inglés; divulgación. Leída a través de un resumen automático de la página, no a texto completo. Récord de 1,66 ms el 5 de julio de 2024, récord previo de 1,05 ms, Luna y declaraciones de Zotov.)
  2. Universidad de California en San Diego (Robert Monroe, 2024), «Global Warming Is Influencing Global Timekeeping» https://today.ucsd.edu/story/global-warming-is-influencing-global-timekeeping (En inglés; nota institucional sobre el artículo de D. Agnew en Nature, 27 de marzo de 2024. Leída a través de un resumen automático; no se leyó el artículo de Nature. Deshielo, inversión desde 1990, núcleo desde 1972 y 2028.)
  3. Dickey et al. (1993), «The oceanic contribution to the Earth's seasonal angular momentum budget», Geophysical Research Letters 20(24) https://ntrs.nasa.gov/citations/19950047236 (En inglés; solo el resumen. Oscilación estacional de unos 1000 microsegundos y al menos el 95 % por intercambio con la atmósfera.)
  4. Observatorio de París, SYRTE / Centro de Rotación Terrestre del IERS, «El-Nino 2015-2016 appears in Earth rotation rate» https://syrte.obspm.fr/spip/en/actualites/article/el-nino-2015-2016-appears-in-earth-rotation-rate.html (En inglés; leída a través de un resumen automático. Anomalía de 0,5 ms en el invierno de 2015-2016 y mecanismo de los vientos.)
  5. NASA/JPL, «Japan Quake May Have Shortened Earth Days, Moved Axis» https://www.jpl.nasa.gov/news/japan-quake-may-have-shortened-earth-days-moved-axis/ (En inglés; leída a través de un resumen automático, porque la página directa devolvió un error. Cifras de 2011, 2010 y 2004; son estimaciones preliminares de la época.)