Mitul zilei de 24 de ore
Pentru cea mai mare parte a istoriei umane, am considerat ziua de 24 de ore drept o constantă imuabilă. Cu toate acestea, fizicienii au înțeles de mult timp că rotația Pământului este departe de a fi perfect uniformă. Pe parcursul deceniilor, durata unei zile poate oscila cu câteva milisecunde – o variație minusculă, dar detectabilă și semnificativă pentru cei care studiază mecanismele fundamentale ale planetei. Deși aceste schimbări sunt infime, ele reprezintă un mister profund cu privire la dinamica ascunsă din interiorul planetei noastre.
O cercetare recentă publicată în revista Nature, condusă de Huifeng Zhang, doctorand în fizică la Universitatea din Alberta, și de profesorul Mathieu Dumberry, oferă o explicație convingătoare pentru aceste variații. Studiul indică un „scărmănat” complex și invizibil, care are loc la mii de kilometri sub suprafață, unde nucleul interior al Pământului și mantaua stâncoasă își transferă impulsul de rotație.
Schimbul de impuls între nucleu și manta
Este un fapt stabilit de decenii că nucleul exterior lichid al Pământului nu se rotește sincronizat cu scoarța. Deoarece impulsul unghiular total al planetei trebuie să se conserve, rotația acestor straturi este interdependentă. Când nucleul lichid accelerează, mantaua – stratul stâncos de 3.000 de kilometri grosime care alcătuiește cea mai mare parte a planetei – este forțată să încetinească ușor pentru a compensa. În mod invers, pe măsură ce nucleul lichid pierde viteză, mantaua accelerează.
Acest schimb dinamic de impuls este motorul principal din spatele subtilelor fluctuații ale duratei zilei. Totuși, teoriile anterioare au întâmpinat dificultăți în a explica mecanismul fizic precis care facilitează acest transfer. Noua cercetare aduce o noutate prin identificarea „cuplului gravitațional” exercitat de nucleul interior solid ca fiind piesa critică ce lipsea din puzzle.
Un joc gravitațional de-a „trage de sfoară”
Nucleul interior nu este o sferă perfect netedă; el posedă o distribuție neuniformă a masei. Pe măsură ce acest centru solid se rotește, el interacționează gravitațional cu neregularitățile de densitate ale mantalei suprapuse. Această interacțiune creează ceea ce cercetătorii numesc cuplu gravitațional, care servește drept mecanism de cuplare între cele două regiuni. În esență, nucleul interior „trage” fizic de manta prin gravitație, modificând viteza cu care planeta își finalizează o rotație completă.
Acest proces nu este lipsit de rezistență. Cercetătorii subliniază existența unei forțe concurente, cunoscută sub numele de cuplu la limita nucleu-manta. Această rezistență, generată de forțele electromagnetice și de frecarea la interfața dintre nucleul lichid și manta, acționează ca un regulator care limitează cât de extreme pot deveni variațiile duratei zilei. Schimbările de milisecunde pe care le observăm la suprafață sunt, practic, rezultatul net al acestui echilibru delicat între atracția gravitațională și rezistența electromagnetică.
Implicații pentru dinamica planetară
Dincolo de soluționarea unei enigeme geofizice de lungă durată, această cercetare provoacă înțelegerea noastră asupra straturilor cele mai profunde ale planetei. Descoperirile lui Zhang și Dumberry sugerează că nucleul interior este mult mai dinamic decât se presupunea anterior. Analizând scările temporale ale acestor fluctuații de rotație, echipa propune ipoteza că nucleul interior suferă o „deformare vâscoasă” aproximativ la fiecare deceniu.
Acest lucru indică faptul că cea mai adâncă parte a planetei noastre nu este doar un bulgăre static și solid de fier, ci o regiune capabilă să-și schimbe forma și să răspundă la forțe într-o manieră extrem de fluidă și reactivă. Această descoperire deschide o nouă fereastră către interiorul Pământului, sugerând că inima planetei se mișcă, se tensionează și evoluează constant, influențând direct modul în care percepem trecerea timpului la suprafață.
