Um dia terrestre é cerca de 24 horas de duração. Por que?

Na Terra, um dia possui 24 horas. Mas um bilhão de anos atrás, um dia era mais próximo de 20 horas. E no futuro, um dia na Terra será mais longo. Saiba mais, incluindo como o clima tem um impacto na rotação da Terra. Crédito da imagem: via gifs.eco.br

Sabemos que na Terra, um dia tem 24 horas de duração. Mas por que? Em 5 de julho de 2023, uma equipe de astrofísicos da Universidade de Toronto explicou como os efeitos do sol e da lua resultam em um dia de 24 horas. Eles também explicaram por que, por mais de um bilhão de anos, a duração do dia na Terra estava próxima de 20 horas. (19,5 horas, para ser preciso.) E, no futuro, uma atmosfera mais quente pode ajudar a prolongar um dia na Terra ainda mais rápido do que ocorre naturalmente. Tudo tem a ver com a atração das marés da lua nos oceanos e a atração das marés do sol em nossa atmosfera.

Os pesquisadores publicaram seu estudo revisado por pares na revista Science Advances em 5 de julho de 2023.

OS DIAS DA TERRA ESTÃO DIMINUINDO DESDE O INÍCIO

Quando a Terra se formou há cerca de 4,5 bilhões de anos, ela girava muito mais rápido do que hoje. Naquela época, um dia na Terra durava aproximadamente 10 horas. Mas a lua, a companheira relativamente grande e volumosa da Terra, exerce uma atração gravitacional nos oceanos da Terra. A atração da lua cria duas protuberâncias de maré na Terra. E essas protuberâncias mais o atrito da água contra o fundo do oceano funcionam como um freio no giro da Terra.

Portanto, a velocidade de rotação da Terra está diminuindo e, portanto, o dia está se alongando. Ainda hoje, a duração de um dia aumenta em 1,7 milissegundos a cada 100 anos. É uma redução muito curta, mas mensurável!

Se você fizesse as contas da rotação inicial da Terra em comparação com a de hoje, descobriria que a duração do nosso dia deveria ser de cerca de 60 horas até agora. Mas obviamente não é. Considere Sol….

Os astronautas da Estação Espacial Internacional tiraram esta imagem do sol e da Terra em 30 de dezembro de 2021. A gravidade do sol atrai a atmosfera da Terra, o que pode ter um impacto na rotação do nosso planeta. Crédito da imagem: NASA

A FORÇA DAS MARÉS DO SOL EM NOSSA ATMOSFERA

Cerca de dois bilhões de anos até 600 milhões de anos atrás, outro fator entrou em jogo na rotação da Terra: O sol. O sol cria suas próprias protuberâncias de maré na atmosfera da Terra. Mas essas protuberâncias têm um efeito diferente das protuberâncias de maré da lua no oceano. Norman Murray, autor do artigo da Universidade de Toronto, explicou:

“A luz solar também produz uma maré atmosférica com o mesmo tipo de protuberâncias. A gravidade do sol atrai essas protuberâncias atmosféricas, produzindo um torque na Terra. Mas, em vez de diminuir a rotação da Terra como a lua, ela a acelera.”

O comunicado de imprensa descreveu como a atmosfera da Terra tem uma ressonância, como um sino:

“… cerca de dois bilhões de anos atrás, as protuberâncias atmosféricas eram maiores porque a atmosfera era mais quente e porque sua ressonância natural, a frequência com que as ondas se movem através dela, correspondia à duração do dia.”

A atmosfera, como um sino, ressoa em uma frequência determinada por vários fatores, inclusive a temperatura. Em outras palavras, ondas, como as geradas pela enorme erupção do vulcão Krakatoa, na Indonésia, em 1883, viajaram pela atmosfera a uma velocidade determinada por sua temperatura. O mesmo princípio explica por que um sino sempre produz a mesma nota se sua temperatura for constante.

SINCRONIZANDO AS DUAS MARÉS

Nas primeiras épocas da Terra, a maré atmosférica e a rotação da Terra estavam fora de sincronia. Mas, por um período de mais de um bilhão de anos, quando a atmosfera estava mais quente, ressoou com um período de 10 horas. Nesse ponto, a rotação da Terra era de 20 horas. Esses fatores de 10 significavam que a ressonância e a duração do dia estavam sincronizadas. Sincronizando com a rotação da Terra, a maré atmosférica tornou-se reforçada, criando protuberâncias maiores e uma atração de maré mais forte. Tão forte, na verdade, que poderia equilibrar o efeito das marés do oceano. Segundo Murray:

“É como empurrar uma criança em um balanço. Se o seu empurrão e o período do movimento estiverem fora de sincronia, o balanço não vai subir muito. Mas, se eles estiverem sincronizados e você estiver empurrando no momento em que o balanço para em uma das extremidades de seu curso, o empurrão aumentará o impulso do balanço e ele irá mais longe e mais alto. Foi o que aconteceu com a ressonância atmosférica e a maré.”

CONEXÕES CLIMÁTICAS

Os pesquisadores apoiaram seu estudo com evidências geológicas mostrando a duração das marés de primavera e maré morta em amostras de rochas. Eles também usaram modelos de circulação atmosférica global para prever a temperatura da atmosfera de um bilhão de anos atrás. Esses são os mesmos modelos usados para prever nossas temperaturas futuras em um clima mais quente. Os resultados deste estudo ajudam a confirmar a precisão desses modelos. Disse Murray:

“Conversei com pessoas que são céticas em relação a mudança climática, que não acreditam nos modelos de circulação global que estão nos dizendo que estamos em uma crise climática. E eu digo a eles: Usamos esses modelos de circulação global em nossa pesquisa e eles estavam corretos.”

Você já deve ter feito a conexão, mas quando nossa atmosfera era mais quente, a ressonância da atmosfera era outra. E a mudança na ressonância afetou a duração do dia da Terra. O que isso pode significar em um clima mais quente? Explicou Murray:

“À medida que aumentamos a temperatura da Terra com o aquecimento global, também aumentamos a frequência de ressonância… estamos movendo nossa atmosfera para mais longe da ressonância. Como resultado, há menos torque do sol e, portanto, a duração do dia será mais longa, mais cedo do que seria de outra forma.”

RECURSOS ADICIONAIS

Aprenda por que um dia na Terra dura 24 horas, como costumava ser próximo de 20 horas e como uma atmosfera mais quente pode prolongar a duração de um dia.

Por que o dia possui 24 horas de duração: A história da maré térmica atmosférica da Terra, composição e temperatura média

Por que o dia possui 24horas de duração: Pela Universidade de Toronto

Leia mais: A duração de um dia em Vênus está sempre mudando

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Referência:

WHITT, Kelly Kizer. Why a day is 24 hours long, and why it used to be 20 hours. Earth Sky, 07, jul. 2023. Disponível em: <https://earthsky.org/earth/why-earth-day-is-24-hours-long-tides-climate-change/>. Acesso em: 01, jul. 2023.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.