La Tierra primitiva tuvo días más cortos

La duración del día de la Tierra parece haber detenido su aumento en el pasado remoto, hasta estabilizarse aproximadamente en 19 horas hace aproximadamente entre 2.000 y 1.000 millones de años. Esto se debió a que la Luna estaba más cerca de nuestro planeta: con el tiempo, el satélite ha “robado” la energía de rotación de la Tierra para impulsarse a una órbita más alta, generando un mayor distanciamiento y, por consiguiente, días más largos.

Un nuevo estudio publicado recientemente en la revista Nature Geoscience muestra evidencias de una notable diferencia en la duración de los días en la Tierra primitiva y en la actualidad de nuestro planeta: entre 2.000 y 1.000 millones de años atrás, las jornadas terrestres duraban solamente 19 horas, o sea 5 horas menos que los días actuales. 

La influencia de la Luna

La investigación, elaborada por Ross Mitchell, geofísico del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China, y Uwe Kirscher, investigador en la Universidad de Curtin, en Australia, explica esta notable variación a partir de la ubicación de la Luna con respecto a la Tierra. "La mayoría de los modelos de la rotación de la Tierra predicen que la duración del día era cada vez más corta retrocediendo en el tiempo", indicó Kirscher en una nota de prensa.

¿Por qué? Los días eran mas cortos debido a que la Luna estaba más cerca. "Con el tiempo, la Luna ha sustraído en parte la energía de rotación de la Tierra para desviarse a una órbita más alta, generando su alejamiento", explicó Mitchell en el mismo comunicado. Sin embargo, para entender el proceso es imprescindible explicar cómo influyen cada uno de sus elementos y cómo los mismos fueron variando con el tiempo. 

Mares lunares y solares

En principio, los científicos buscaron probar que la duración del día podría haberse estancado en un valor constante en el pasado lejano de la Tierra, como indicaban diferentes hipótesis. Para saber cómo sucedió esto, debemos entender que además de las mareas en el océano relacionadas con la atracción de la Luna, la Tierra también tiene mareas solares, directamente implicadas con el calentamiento de la atmósfera durante el día.

En la actualidad, las mareas atmosféricas solares no son tan intensas como las mareas oceánicas lunares, pero las cosas eran diferentes en la Tierra primitiva. Cuando la Tierra giraba más rápido en el pasado, el “tirón” de la Luna habría sido mucho más débil. A diferencia de la atracción lunar, la marea del Sol “empuja” a la Tierra. De esta manera, mientras la Luna frena la rotación de la Tierra, el Sol la acelera.

Un ciclo de estancamiento

Según explican los científicos a cargo del nuevo estudio, en un momento concreto del pasado de nuestro planeta estas dos fuerzas opuestas fueran iguales entre sí, generando una “resonancia de marea” que habría causado que la duración del día de la Tierra dejara de cambiar y se mantuviera constante durante algún tiempo, específicamente a lo largo de 1.000 millones de años.

Este ciclo fue una especie de meseta en el proceso de extensión de los días terrestres, que luego fueron ampliándose a partir del alejamiento de la Luna. Todos estos procesos están relacionados con el “bamboleo” y la inclinación del eje de rotación de la Tierra en el espacio: en 2022, dos investigadores de la Universidad de Tasmania, en Australia, sugirieron que en la actualidad los días en la Tierra duran más debido a un proceso de desaceleración de la rotación terrestre. 

La rotación de la Tierra y la composición de la atmósfera

Precisamente, Mitchell y Kirscher se basaron en los datos de la cicloestratigrafía, un método geológico que emplea capas sedimentarias rítmicas para detectar ciclos astronómicos, denominados "ciclos de Milankovitch", que reflejan cómo los cambios en la órbita y la rotación de la Tierra afectan el clima. Algunos de estos ciclos permiten detectar cambios en la rotación del planeta: cuando la rotación de la Tierra era más rápida, por consiguiente los días eran más cortos.

"Dos ciclos de Milankovitch, la precesión y la oblicuidad, están relacionados con el bamboleo y la inclinación del eje de rotación terrestre. Por lo tanto, la rotación más rápida de la Tierra primitiva se puede detectar en ciclos de precesión y oblicuidad más cortos en el pasado", explicó Kirscher. Esta información les permitió comprobar el período de estancamiento en el día terrestre, hace entre 2.000 y 1.000 millones de años.

Por último, vale destacar además que el período de estabilización de 19 horas en la duración del día en la Tierra coincidió con el comienzo del aumento en los niveles de oxígeno: el ascenso de nuestro planeta a los niveles modernos de oxígeno y, por lo tanto, a condiciones más propicias para la vida compleja, tuvo que esperar días más largos para que las bacterias fotosintéticas generaran más oxígeno cada día. De esta forma, la evolución de la rotación de la Tierra podría haber afectado directamente la evolución de la composición de la atmósfera.

Referencia

Mid-Proterozoic day lengthsted by marea resonance. Ross N. Mitchell and Uwe Kirscher. Nature Geoscience (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41561-023-01202-6