Os dias na Terra não têm exatamente a mesma duração de 24 horas por dia ao longo dos anos. A explicação para essas pequenas diferenças estaria bem no interior do planeta, onde a atração gravitacional do núcleo interno sobre o manto interfere no ritmo da rotação terrestre.
É o que aponta um estudo divulgado na revista científica Nature no dia 23 de setembro. A pesquisa tem assinatura dos físicos Huifeng Zhang e Mathieu Dumberry, ambos ligados à Universidade de Alberta, no Canadá.
Embora passe despercebida no dia a dia das pessoas, essa oscilação tem consequências para operações que exigem sincronização exata do tempo, caso das redes de energia, telecomunicações e infraestrutura de computação ao redor do mundo.
Por que o dia terrestre varia
A rotação da Terra varia diariamente por causa das marés e sazonalmente por causa dos ventos atmosféricos. Em milhões de anos, o atrito das marés provocado pela Lua alonga gradualmente o dia.
Ciclos de 10 a 70 anos também produzem flutuações de vários milissegundos, e foi justamente esse intervalo que os pesquisadores da Universidade de Alberta decidiram investigar a fundo.
Períodos de aceleração e desaceleração do núcleo externo líquido, que se estendem por algumas décadas, ficam registrados em mudanças no campo magnético terrestre. Para que o momento angular total do planeta permaneça constante, o manto reage no sentido contrário: gira mais devagar quando o núcleo acelera, e o dia se alonga ligeiramente como consequência.
A força que faltava explicar
Décadas de tentativas com hipóteses eletromagnéticas e com o relevo irregular na fronteira entre núcleo e manto não conseguiram reproduzir com precisão as oscilações observadas na rotação terrestre. Faltava identificar qual mecanismo, de fato, transferia o movimento de uma camada para outra.
Longe de ser uma esfera perfeitamente regular, o núcleo interno sólido tem raio de aproximadamente 1.221 quilômetros e apresenta saliências na superfície. Regiões do manto com maior concentração de massa tendem a atrair essas irregularidades, criando um alinhamento natural entre as duas camadas.
Ao se desalinhar dessa posição, o núcleo interno passa a sofrer a ação da força gravitacional do manto, que funciona como um torque capaz de acelerar ou desacelerar o movimento de rotação dessa camada rochosa. Esse empurrão gravitacional, segundo os autores, é o mecanismo que faltava para fechar a explicação sobre as variações de longo prazo na rotação do planeta.
Como o modelo foi testado
Os pesquisadores testaram a hipótese com duas bases de dados independentes. Uma reconstrução da rotação do núcleo interno, obtida por ondas sísmicas e divulgada em 2023, apontou uma oscilação de cerca de 70 anos, com inversão de sentido próxima de 2010.
A segunda base reuniu modelos do comportamento do núcleo líquido, construídos a partir de variações no campo magnético. Zhang e Dumberry cruzaram essas informações num recorte temporal que vai de 1964 a 2019, período amplo o suficiente para capturar o ciclo completo da oscilação.
Tanto a intensidade quanto o momento das mudanças na duração do dia bateram com o que o torque gravitacional previa. Modelos concorrentes, baseados em efeitos eletromagnéticos e atrito na fronteira entre as camadas, seguiram direção praticamente oposta à observada.
Os autores interpretam esses efeitos eletromagnéticos e de atrito como uma espécie de resistência ao puxão gravitacional, capaz de conter a amplitude das variações no dia. As oscilações registradas seriam, assim, o resultado do saldo entre essas duas forças que atuam em sentidos opostos.
O que ainda intriga os cientistas
Órgãos internacionais, como o Bureau Internacional de Pesos e Medidas e a Conferência Geral de Pesos e Medidas, monitoram esse tipo de variação para manter o Tempo Universal Coordenado alinhado à rotação real do planeta.
Um estudo anterior, de autoria de Duncan Agnew, da Universidade da Califórnia em San Diego, já havia chamado atenção para o comportamento irregular da rotação terrestre e para os desafios que isso impõe à medição precisa do tempo.
O trabalho de Zhang e Dumberry se soma a essa linha de investigação, agora com o mecanismo gravitacional do núcleo interno como peça central da explicação.
