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El aumento de la duración del día terrestre se paró durante 1000 millones de años en el pasado.

¿Le parece que el día debería tener más horas para que así le dé tiempo a hacer más cosas? Solo tiene que esperar unos cuantos cientos de millones de años y eso será posible.

Aunque damos por sentado el día de 24 horas, en el pasado remoto de la Tierra la duración del día era distinta. Hace miles de millones de años, al poco de formarse el sistema Tierra-Luna, el día terrestre podría haber durado incluso casi la mitad que la duración actual de 24 horas. Desde entonces la rotación de la Tierra ha reducido su velocidad. Esto no viola la conservación del momento angular porque esa diferencia de energía la ha tomado la Luna para hacer su órbita más grande.

Es decir, las fuerzas de marea entre la Luna y la Tierra hacen que la Luna se aleje cada vez más de nosotros y nuestro día dura cada vez más. Este alejamiento se puede medir directamente desde que se depositaron reflectores láser sobre la Luna, que permiten medir este cambio en la distancia, de varios cm al año, de forma relativamente sencilla.

Obviamente el efecto es pequeño y nos tenemos que retrotraer al pasado remoto para ver este cambio en el registro geológico de manera apreciable, pero se pueden usar trucos.

Así, por ejemplo, se sabe que los corales tienen ciclos diarios y anuales que dejan huella en su esqueleto calcáreo de un modo similar a los anillos de crecimiento de los troncos de los árboles. Los restos fósiles de corales de hace 350 millones de años (Carbonífero temprano) presentan una estructura compatible con un año de 385 días. Como la órbita de la Tierra casi no cambia, la duración del año es la misma, por lo que esto significa que el día en esa época duraba 22,77 horas.

Si nos remontamos un poco más atrás ya no hay corales o seres vivos que puedan exhibir un patrón de ese tipo, pero sabemos que las mareas en la playa pueden modificar los depósitos de arena y producir un patrón que exhiba ciclos diarios y anuales en las rocas sedimentarias generadas a partir de esa arena. Rocas sedimentarias de hace 620 millones de años muestran que el día en esa época duraba casi 22 horas.

Uno esperaría que este fenómeno fuera constante y continuo y, aunque no fuera lineal, sí fuera suave y sin mesetas. Pero un estudio reciente sostiene que durante mil millones de años los días terrestres duraron 19 horas, formando una especie de meseta en la evolución en el tiempo de la duración del día (ver gráfico de cabecera).

Los autores principales del estudio son Ross Mitchell (Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China) y Uwe Kirscher (Universidad de Curtin en Australia).

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. Pero un cambio lento y constante en la duración del día retrocediendo en el tiempo no es lo que encontraron Mitchell y Kirscher.

Los mencionados registros de rocas sedimentarias especiales que preserven capas de escala muy fina de playas antiguas de arena son raros y los que se conservan a menudo son controvertidos. Afortunadamente, hay otro medio para estimar la duración del día.

La cicloestratigrafía es un método geológico que utiliza capas sedimentarias rítmicas para detectar ciclos astronómicos Milankovitch que reflejan cómo los cambios en la órbita y la rotación de la Tierra afectan el clima.

«Dos ciclos de Milankovitch, la precesión y la oblicuidad, están relacionados con el bamboleo y la inclinación del eje de rotación de la Tierra en el espacio. Por lo tanto, la rotación más rápida de la Tierra primitiva se puede detectar en ciclos más cortos de precesión y oblicuidad en el pasado», dice Kirscher.

Mitchell y Kirscher aprovecharon la reciente proliferación de registros de Milankovitch, con más de la mitad de los datos de la antigüedad generados en los últimos siete años. Se dieron cuenta de que era el momento de probar una especie de idea alternativa marginal, pero completamente razonable, sobre la paleorrotación de la Tierra.

Una teoría no probada es que la duración del día podría haberse estancado en un valor constante en el pasado distante de la Tierra. Además de las mareas en el océano relacionadas con la atracción de la Luna, la Tierra también tiene mareas solares relacionadas con el calentamiento de la atmósfera durante el día.

Las mareas atmosféricas solares no son tan fuertes como las mareas oceánicas Lunares, pero no siempre habría sido así. Cuando la Tierra giraba más rápido en el pasado, el tirón de la Luna habría sido mucho más débil. A diferencia de la atracción de la Luna, la marea del Sol empuja a la Tierra. Entonces, mientras la Luna frena la rotación de la Tierra, el Sol la acelera.

Según los autores, debido a esto, si en el pasado estas dos fuerzas opuestas hubieran sido iguales entre sí, tal resonancia de marea habría causado que la duración del día de la Tierra dejara de cambiar y se mantuviera constante durante algún tiempo. Y eso es exactamente lo que mostró la nueva compilación de datos.

La duración del día de la Tierra parece que detuvo su aumento a largo plazo y se estabilizó aproximadamente a 19 horas hace aproximadamente entre dos y mil millones de años. A esta época se le ha puesto frecuentemente el mote de los mil millones de años ‘aburridos’.

Curiosamente, el momento del estancamiento se encuentra entre los dos mayores aumentos de oxígeno libre en la atmósfera terrestre. Si hay una relación sería entonces fascinante pensar que la evolución de la rotación de la Tierra podría haber afectado la evolución de su atmósfera.

El nuevo estudio podría respaldar la hipótesis de que el aumento de los niveles de oxígeno tuvo que esperar días más largos para que las bacterias fotosintéticas generaran más oxígeno cada día. Aunque esto es algo que habrá que confirmar.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Gráfico: Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01202-6.