Porque é que o dia terrestre tem 24 horas e qual foi o fator que o impediu de ter 60 horas?
A duração do dia na Terra não tem sido constante ao longo da história. A formação da Lua, e o atual distanciamento que persiste hoje em dia, abranda a rotação da Terra de tal forma que o dia não deveria ter menos de 60 horas. Mas porque é que isso não acontece?
Quando a Lua se formou, há cerca de 4,5 mil milhões de anos, estava muito mais próxima da Terra do que está atualmente e o nosso planeta girava muito mais depressa, com um dia de duração inferior a 10 horas.
Desde então, a Lua tem vindo a afastar-se gradualmente, roubando algum do momento angular da Terra, o que faz com que a rotação do nosso planeta abrande.
Atualmente, como todos sabemos, um dia na Terra dura 24 horas. No entanto, ao ritmo a que a Lua se afasta de nós (3,78 centímetros por ano, de acordo com experiências realizadas com refletores laser deixados na Lua pelos astronautas da Apollo), o nosso planeta deveria ter abrandado ao ponto de ter nada menos que 60 horas em vez de 24.
Então, o que é que abrandou a desaceleração?
Astrónomos da Universidade de Toronto e da Universidade de Bordéus, liderados por Hanbo Wu, determinaram que, entre há cerca de 2000 milhões de anos e há 600 milhões de anos, uma maré atmosférica impulsionada pelo Sol contrariava o efeito da Lua, mantendo constante a velocidade de rotação da Terra e a duração do dia em 19,5 horas.
Com base em provas geológicas e utilizando instrumentos de investigação atmosférica, os cientistas demonstraram que a estagnação das marés entre o Sol e a Lua era o resultado de uma ligação fortuita, mas extremamente significativa, entre a temperatura da atmosfera e a velocidade de rotação da Terra.
O estudo que descreve o resultado, "Why the day is 24 hours long; the history of Earth's atmospheric thermal tide, composition, and mean temperature", foi publicado na revista Science Advances.
A atração do Sol e da Lua e a sua influência na Terra ao longo da história
A Lua abranda a rotação da Terra ao puxar os oceanos, criando protuberâncias de maré em lados opostos do planeta, que nós sentimos como marés altas e baixas. A força gravitacional da Lua sobre estas protuberâncias, mais a fricção entre as marés e o fundo do oceano, atua como um travão na rotação do nosso planeta.
Te presento La fuerza gravitacional de la luna, por sobre las mareas en la Tierra. Ellas atraen los océanos y produce que se abulte ligeramente nuestro planeta provocando los cambios en el nivel del mar. pic.twitter.com/keWCnTMdDP
— InfoSismologic (@EarthquakeChil1) December 4, 2022
A luz solar também produz uma maré atmosférica com o mesmo tipo de protuberâncias, mas em vez de abrandar a rotação da Terra como a Lua faz, acelera-a.
Durante a maior parte da história geológica da Terra, as marés lunares excederam as marés solares por um fator de cerca de dez, daí o abrandamento da rotação da Terra e o prolongamento dos dias.
O que mudou há cerca de 2 mil milhões de anos?
Mas há cerca de 2 mil milhões de anos, os bojos atmosféricos eram maiores, porque a atmosfera era mais quente e porque a sua ressonância natural - a frequência com que as ondas se movem através dela - coincidia com a duração do dia.
A atmosfera, tal como um sino, ressoa a uma frequência determinada por vários fatores, incluindo a temperatura. Por outras palavras, as ondas (como as geradas pela erupção maciça do vulcão Krakatoa na Indonésia em 1883) viajam através dela a uma velocidade determinada pela sua temperatura.
Durante a maior parte da história da Terra, esta ressonância atmosférica não esteve sincronizada com a velocidade de rotação do planeta. Atualmente, cada uma das duas "marés altas" atmosféricas demora 22,8 horas a dar a volta ao globo; como esta ressonância e o período de rotação de 24 horas da Terra não estão sincronizados, a maré atmosférica é relativamente pequena.
Mas durante o período de 1,4 mil milhões de anos estudado, a atmosfera era mais quente e ressoava com um período de cerca de 10 horas. Além disso, no início dessa época, a rotação da Terra, abrandada pela Lua, atingiu 20 horas.
Quando a ressonância atmosférica e a duração do dia se tornaram fatores pares (10 e 20), a maré atmosférica reforçou-se, as protuberâncias aumentaram de tamanho e a atração da maré do Sol tornou-se suficientemente forte para contrariar a maré lunar.
"É como empurrar uma criança numa rede", exemplifica Murray. "Se o seu empurrão e o período da rede não estiverem sincronizados, ela não vai subir muito. Mas se estiverem sincronizados e se empurrarmos no momento em que a rede pára num dos extremos do seu percurso, o empurrão aumentará o impulso da rede e esta irá mais longe e mais alto. Foi o que aconteceu com a ressonância atmosférica e a maré".