Rotación da Terra

A rotación da Terra é o movemento xiratorio que a Terra realiza arredor do seu eixo, no sentido anti-horario para un referencial observando o planeta do espazo sideral sobre o polo Norte. O seu período, é dicir, o tempo que lle leva xirar 360 graos ou unha volta completa, é de 23 horas, 56 minutos, 4 segundos e 9 centésimos (23:56'04"09).

Dirección de rotación (acelerado unhas 23 000 veces).

Representación animada dun péndulo de Foucault que mostra a rotación no hemisferio sur.

Introdución

O período de rotación da Terra con respecto ao Sol, é dicir, un día solar, é do redor de 86 400 segundos de tempo solar (86 400,0025 segundos SIU).^[1] O día solar da Terra é agora un pouco máis longo do que era durante o século XIX debido á aceleración de marea, os días duran entre 0 e 2 ms SIU máis.^[2][3][4][5]

O período de rotación da Terra en relación ás estrelas fixas, chamado día estelar polo Servizo Internacional de Rotación da Terra e Sistemas de Referencia (IERS polas súas siglas en inglés), é de 86 164,098903691 segundos do tempo solar medio (UT1), ou de 23^h 56^m 4,098903691^s.^[6] O período de rotación da Terra en relación co equinoccio vernal, mal chamado o día sideral, é de 86 164,09053083288 segundos do tempo solar medio (UT1) (23^h 56^m 4,09053083288_s). Xa que logo, o día sideral é máis curto que o día estelar en torno a 8,4 ms. A lonxitude do día solar medio en segundos SIU está dispoñible no IERS para os períodos 1623-2005^[7] e 1962-2005.^[8]

Á parte dos meteoros na atmosfera e dos satélites en órbita baixa, o movemento aparente dos corpos celestes vistos desde a Terra realízase cara ao oeste, a unha velocidade de 15°/h = 15'/min. Para as masas próximas ao ecuador celeste, isto é equivalente a un diámetro aparente do Sol ou da Lúa cada dous minutos (desde a superficie da Terra, os tamaños aparentes do Sol e da Lúa son aproximadamente iguais).^[9][10]

Período de rotación

Movemento de rotación.

O movemento da Terra é complexo e simplifícase utilizando un método común na mecánica en tres movementos independentes: nutación, precesión e rotación propia (deixando a á parte a traslación). A rotación propia é un movemento que efectúa a Terra virando sobre si mesma ao longo dun eixo ideal denominado eixo terrestre. Unha volta completa, tomando como referencia as estrelas, dura 23 horas, 56 minutos e 4 segundos e denomínase día sideral.

A rotación da Terra sofre variacións debido a diversos efectos, como o das mareas, que fan máis lento dito movemento, os terremotos e a causas aínda non ben determinadas. Así, no 2020 determinouse un aumento na velocidade angular de rotación terrestre. O día 19 de xullo de 2020 foi o máis curto do que se tivera noticia, 1,4602 milisegundos máis curto que a media.^[11] O 22 de xullo de 2025 volveu bater a marca, con 1,34 ms menos.^[12]

Con todo, a primeira referencia tomada polo ser humano foi o Sol, cuxo movemento aparente, orixinado na rotación da Terra, determina o día e a noite, dando a impresión que o ceo vira ao redor do planeta. No uso coloquial da linguaxe utilízase a palabra día para designar este fenómeno, que en astronomía refírese como día solar e correspóndese co tempo solar.

Como se observa no gráfico, o eixo terrestre forma un ángulo de 23,5 graos respecto da normal da eclíptica, fenómeno denominado oblicuidade da eclíptica. Esta inclinación produce os longos meses de luz e escuridade nos polos xeográficos, ademais de ser a causa das estacións do ano debido ao cambio no ángulo de incidencia da radiación solar.

(1) Mediodía nun determinado punto da Terra.
(2) A Terra xirou 360 graos: día sideral.
(3) O mesmo punto inicial marca mediodía de novo: día solar.
OBS: o observador está no espazo sideral e enxergamos o polo Norte da Terra (en azul).

Día solar

O día solar é a medida do tempo baseada na observación do Sol. Na Terra o día solar medio é de 24h. Podemos entendelo como o tempo que o Sol tarda en adoptar a mesma posición no ceo (mesmo meridiano) despois de iniciada a medición. Un exemplo práctico sería imaxinar que a duración do día solar medio é o tempo que leva para o Sol, estando no seu punto máis alto (mediodía) atinxir no día seguinte ese mesmo punto. En verdade, o período do día solar varía conforme as estacións do ano, mais para efectos deste concepto considérase o valor de 24 horas.

Día sideral

O día sideral é a medida do tempo baseada na observación das estrelas que non o Sol. As estrelas, por estaren moi distantes da Terra, están aparentemente sempre na mesma posición en relación á Terra. Polo tanto, para medir o día sideral utilizamos as estrelas como referencia. O concepto de día sideral é o período de tempo que leva para unha determinada estrela volver á mesma posición que estaba no inicio da medición, considerando un punto de observación fixo no planeta. Ese tempo é de 23 horas 56 minutos 4 segundos e 9 centésimos.

Variacións na rotación da Terra

Mareas

A rotación da Terra vese ralentizada pola acción de rozamento das mareas (en particular, pola acción da Lúa), facendo que cada certo tempo se necesite regular o cómputo de tempo que controla o transcurso do día. En resume, o tirón gravitacional da Lúa produce os altos e baixos de marea, pero ó xirar a Terra máis rápido que o fai a Lúa orbitando arredor dela, induce un retardo nas mareas e unha fricción xeral que enlentece a rotación ó tempo que 'tira' da Lúa cada diante, dándolle enerxía e separándoa da Terra.

Correntes oceánicas

A velocidade de rotación da Terra vese alterada por outros factores, como a variación das correntes mariñas, coa redistribución de auga nos océanos.^[13]

Derretemento das masas de xeo

O derretemento das masas de xeo debido ó cambio climático fai que a masa de auga se redistribúa, variando a distribución da masa terrestre e o momento de inercia da Terra. Con iso, por conservación do momento de xiro total do planeta, varía a velocidade de xiro.

Como afectan os terremotos á rotación da Terra

No final do ano de 2004 houbo un grande terremoto na Asia e constatouse que o fenómeno, debido á a súa magnitude, tivo efectos sobre a rotación da Terra. Científicos da NASA, a axencia espacial americana, divulgaron que tal terremoto aumentou lixeiramente a rotación da Terra de forma que a duración do día diminuíu en 2,68 microsegundos (1 microsegundo é igual a 1/1000000 segundo, ou sexa, un millón de veces menor que 1 segundo).

Cando varía a distribución de masa nun corpo varía unha cantidade física, o momento de inercia, que relaciona velocidade de xiro coa forza aplicada. Sen variar a forza exterior, só variando a distribución de masa, varía a velocidade angular. Cando hai deslocamento de masa nas placas tectónicas (no caso dos terremotos) nun corpo en rotación, se a masa se aproximase ao eixo de rotación haberá un aumento da velocidade de rotación. Se a masa se afastase do eixo ocorrerá unha diminución da velocidade de rotación.

Os terremotos orixínanse na súa gran maioría nas zonas de contacto das placas tectónicas. Hai varios tipos de movementos entre placas que poden orixinar terremotos. Cando ocorre a formación dunha elevación na superficie terrestre en decorrencia de terremotos, hai unha pequena desaceleración no movemento de rotación da Terra. O oposto, formación dunha depresión, ocasiona unha pequena aceleración no movemento de rotación da Terra. Exemplos de elevacións serían as montañas e de depresións, os abismos oceánicos. Os efectos na rotación da Terra son imperceptíbeis mais poden ser medidos.