La Tierra tuvo un día de 19 horas durante mil millones de años

Actualmente la Tierra tarda, aproximadamente, 24 h en dar un giro completo alrededor de su eje de rotación pero hace mucho tiempo el día terrestre duraba menos porque la Tierra giraba más rápidamente.

Un día terrestre de 19 h

La duración del día fue más corta porque la Luna estaba más cerca. "Con el tiempo, la Luna ha robado la energía de rotación de la Tierra para impulsarla a una órbita más alta más lejos de la Tierra", dijo Ross Mitchell, geofísico del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China y autor principal de un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience.

"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", dijo Uwe Kirscher, coautor del estudio y ahora investigador en la Universidad de Curtin en Australia.

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

¿Cómo miden los investigadores la duración del día antiguo?

En décadas pasadas, los geólogos utilizaron registros de rocas sedimentarias especiales que preservaban capas de escala muy fina en las marismas de marea. Cuente la cantidad de capas sedimentarias por mes causadas por las fluctuaciones de las mareas y sabrá la duración de horas en un día antiguo.

Pero tales registros de mareas son raros, y los que se conservan a menudo se disputan. 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", explicó 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.

"Nos dimos cuenta de que finalmente era el momento de probar una especie de idea alternativa marginal, pero completamente razonable, sobre la paleorrotación de la Tierra", dijo Mitchell.

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.

"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", dijo Kirscher.

Y eso es exactamente lo que mostró la nueva compilación de datos.

Días de 19 horas: más oxígeno

La duración del día de la Tierra parece haber detenido su aumento a largo plazo y se estabilizó aproximadamente a las 19 horas hace aproximadamente entre dos y mil millones de años: "los mil millones de años", señaló Mitchell, "comúnmente conocidos como los mil millones 'aburridos'".

Timothy Lyons de la Universidad de California, Riverside, que no participó en el estudio, dijo: "Es fascinante pensar que la evolución de la rotación de la Tierra podría haber afectado la evolución de la composición de la atmósfera".

Por lo tanto, el nuevo estudio respalda la idea de que el ascenso de la Tierra a los niveles modernos de oxígeno tuvo que esperar días más largos para que las bacterias fotosintéticas generaran más oxígeno cada día.

Referencia

Mitchell, R.N., Kirscher, U. Mid-Proterozoic day length stalled by tidal resonance. Nat. Geosci. (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01202-6