A medida que el mundo gira: la vida podría acelerar el giro de un planeta
La duración del día de la Tierra se está desacelerando a un ritmo glacial de 1.8 milisegundos cada 100 años. Esta imagen muestra la Tierra y la Luna según lo visto por el satélite del Observatorio Climático del Espacio Profundo de la NASA a 1 millón de millas de distancia. Crédito de la imagen: (NASA / GSFC)
Por Charles Q. Choi, para Space.com Diciembre 29 de 2017
La presencia de la vida podría influir en la velocidad con la que gira un planeta, liberando gases como el oxígeno que pueden subir la velocidad con que gira el mundo, según encuentra un estudio reciente.
Actualmente, la Tierra necesita alrededor de 24 horas para completar su día, es decir, una rotación en el eje del planeta. Sin embargo, la Tierra una vez giraba mucho más rápido, tal vez tomaba solo de 2 a 3 horas para completar un día. Los tirones gravitacionales del sol y la luna ayudaron a ralentizar la rotación de la Tierra durante miles de millones de años a su velocidad actual, un efecto conocido como frenado de marea. El giro de la Tierra continúa disminuyendo, con el día del planeta aumentando en aproximadamente 1.8 milisegundos por siglo.
Investigaciones previas descubrieron que una variedad de factores diferentes también puede acelerar y ralentizar la velocidad con que gira la Tierra. Por ejemplo, el trabajo anterior descubrió que el aumento del nivel del mar debido a la fusión de los glaciares puede desplazar el eje de la Tierra, lo que aumenta la velocidad a la que gira el planeta.
La atmósfera de la Tierra también puede afectar la duración de su día. "Es sorprendente, pero la atmósfera de la Tierra tiene alrededor de 50 billones de toneladas métricas, y en escalas de tiempo suficientemente largas -cincuenta, miles, incluso millones de años- toda esa masa y su arrastre por la superficie del planeta pueden tener un efecto ", dijo el autor del estudio Caleb Scharf, director de astrobiología de la Universidad de Columbia en Nueva York.
"Imagina, por ejemplo, si pudieras girar mágicamente toda la atmósfera para que hubiera vientos con fuerza de huracán en todas partes durante siglos, todos soplando en la misma dirección", dijo Scharf a Space.com. "Poco a poco, a través de la fricción y la fricción, tendrá un efecto en la esfera sólida giratoria del planeta".
Por supuesto, los efectos reales de las atmósferas en los planetas "son mucho, mucho menos dramáticos, pero de nuevo, en escalas de tiempo geológicas, pueden importar y pueden contrarrestar los efectos de cosas como las mareas gravitacionales lunares y solares", dijo Scharf. [¡Prueba de la Tierra! ¿Conoces nuestro planeta?]
Mientras el mundo gira
La cantidad de calentamiento o enfriamiento de las experiencias de la atmósfera de un planeta también puede influir en la duración del día del planeta.
"Como una estrella calienta un planeta como la Tierra, la atmósfera responde al alterar su presión: el aire caliente se expande, los contratos son fríos, así que en pocas palabras, terminas moviendo la masa en la atmósfera a diario en escalas realmente grandes". Dijo Scharf. "Eso significa que la masa en la atmósfera ya no está uniformemente extendida por todo el planeta, y eso proporciona un asidero, si se quiere, como una gran llave, para que las fuerzas gravitatorias de la estrella o lunas tiren de la atmósfera".
La atracción de las estrellas o lunas en las atmósferas de los planetas suele ser un efecto pequeño. Sin embargo, a veces la velocidad a la que una estrella calienta la atmósfera de un planeta puede "resonar" o reforzar la velocidad a la que vibra la atmósfera, al igual que un cantante de ópera puede golpear la nota correcta para hacer que una copa de champán resuene y se rompa, dijo Scharf. "Cuando eso sucede, la masa de la atmósfera se acumula mucho más, y la llave de gravedad se hace mucho más grande", dijo.
Para la Tierra, "creemos que esto pudo haber sucedido cuando la duración del día fue de aproximadamente 21 horas", dijo Scharf. "El efecto de llave inglesa, o torque, podría haber impedido que la rotación de la Tierra disminuya desde la atracción de la luna, tal vez durante cientos de millones de años".
Scharf señaló que la vida puede influir en la química atmosférica al emitir gases como el oxígeno. Estos gases pueden a su vez afectar la forma en que las atmósferas se calientan y enfrían, y Scharf calculó que esto puede tener un impacto en la velocidad de rotación de un planeta.
"¡Es una locura que la biología, o la biosfera, puedan influir en la rotación de un planeta alterando la composición atmosférica! Pero parece que no es imposible", dijo Scharf.
La vida encuentra una manera?
La vida podría influir en la velocidad del giro planetario a través de varios mecanismos, dijo Scharf. Por ejemplo, la luz ultravioleta puede generar ozono a partir del gas oxígeno. El ozono "es realmente bueno para absorber la luz solar y calentar la atmósfera", dijo Scharf. "Imagina un planeta en el que la vida productora de oxígeno se haya puesto en marcha y siga girando rápidamente. A medida que se forme el ozono, podría" sintonizar "la atmósfera para que la resonancia entre más pronto y actúe contra la ralentización normal de un planeta girar."
Scharf admitió que había una gran incertidumbre con respecto a cuán grande podría tener un efecto de luz en la rotación planetaria. "Lo que hice fue diseñar un escenario plausible de 'qué pasaría si', con algunas conjeturas sobre los números", dijo.
"Casi todos los descubrimientos en la ciencia de exoplanetas durante las últimas décadas han desafiado o ampliado nuestra visión de los planetas", dijo Brian Jackson, un científico planetario de la Universidad Estatal de Boise, que no participó en esta investigación. La propuesta de Scharf "introduce otra idea nueva y emocionante: que al cambiar la atmósfera de un planeta, la biología misma puede influir en la rotación de un planeta", dijo Jackson. "Aunque hay una enorme cantidad de incertidumbres involucradas, la hipótesis es muy interesante y vale la pena explorar más".
El trabajo futuro debería centrarse en el uso de modelos de computadora 3D para simular climas planetarios y ver si la vida podría tener estos efectos conjeturados, dijo Scharf. Entonces, los investigadores pueden intentar observar las tasas de rotación de los planetas reales y ver si alguno de estos coincide con los de los mundos habitados simulados.
Sin embargo, medir las tasas de rotación de exoplanetas es un gran desafío, dijo Scharf. Si hay características persistentes en los planetas, como grandes tormentas llenas de nubes o campos de hielo, estos podrían aparecer como variaciones en la luz reflejada en estos mundos, "y esas variaciones podrían darnos pistas sobre las tasas de rotación", dijo. Aunque es probable que estas variaciones sean difíciles de detectar, "también nos hemos sorprendido antes al idear nuevas técnicas inteligentes para estudiar exoplanetas", dijo Scharf.
Scharf presentó sus hallazgos en línea el 27 de noviembre a la revista Astrobiology.
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La duración del día de la Tierra se está desacelerando a un ritmo glacial de 1.8 milisegundos cada 100 años. Esta imagen muestra la Tierra y la Luna según lo visto por el satélite del Observatorio Climático del Espacio Profundo de la NASA a 1 millón de millas de distancia. Crédito de la imagen: (NASA / GSFC)
Por Charles Q. Choi, para Space.com Diciembre 29 de 2017
La presencia de la vida podría influir en la velocidad con la que gira un planeta, liberando gases como el oxígeno que pueden subir la velocidad con que gira el mundo, según encuentra un estudio reciente.
Actualmente, la Tierra necesita alrededor de 24 horas para completar su día, es decir, una rotación en el eje del planeta. Sin embargo, la Tierra una vez giraba mucho más rápido, tal vez tomaba solo de 2 a 3 horas para completar un día. Los tirones gravitacionales del sol y la luna ayudaron a ralentizar la rotación de la Tierra durante miles de millones de años a su velocidad actual, un efecto conocido como frenado de marea. El giro de la Tierra continúa disminuyendo, con el día del planeta aumentando en aproximadamente 1.8 milisegundos por siglo.
Investigaciones previas descubrieron que una variedad de factores diferentes también puede acelerar y ralentizar la velocidad con que gira la Tierra. Por ejemplo, el trabajo anterior descubrió que el aumento del nivel del mar debido a la fusión de los glaciares puede desplazar el eje de la Tierra, lo que aumenta la velocidad a la que gira el planeta.
La atmósfera de la Tierra también puede afectar la duración de su día. "Es sorprendente, pero la atmósfera de la Tierra tiene alrededor de 50 billones de toneladas métricas, y en escalas de tiempo suficientemente largas -cincuenta, miles, incluso millones de años- toda esa masa y su arrastre por la superficie del planeta pueden tener un efecto ", dijo el autor del estudio Caleb Scharf, director de astrobiología de la Universidad de Columbia en Nueva York.
"Imagina, por ejemplo, si pudieras girar mágicamente toda la atmósfera para que hubiera vientos con fuerza de huracán en todas partes durante siglos, todos soplando en la misma dirección", dijo Scharf a Space.com. "Poco a poco, a través de la fricción y la fricción, tendrá un efecto en la esfera sólida giratoria del planeta".
Por supuesto, los efectos reales de las atmósferas en los planetas "son mucho, mucho menos dramáticos, pero de nuevo, en escalas de tiempo geológicas, pueden importar y pueden contrarrestar los efectos de cosas como las mareas gravitacionales lunares y solares", dijo Scharf. [¡Prueba de la Tierra! ¿Conoces nuestro planeta?]
Mientras el mundo gira
La cantidad de calentamiento o enfriamiento de las experiencias de la atmósfera de un planeta también puede influir en la duración del día del planeta.
"Como una estrella calienta un planeta como la Tierra, la atmósfera responde al alterar su presión: el aire caliente se expande, los contratos son fríos, así que en pocas palabras, terminas moviendo la masa en la atmósfera a diario en escalas realmente grandes". Dijo Scharf. "Eso significa que la masa en la atmósfera ya no está uniformemente extendida por todo el planeta, y eso proporciona un asidero, si se quiere, como una gran llave, para que las fuerzas gravitatorias de la estrella o lunas tiren de la atmósfera".
La atracción de las estrellas o lunas en las atmósferas de los planetas suele ser un efecto pequeño. Sin embargo, a veces la velocidad a la que una estrella calienta la atmósfera de un planeta puede "resonar" o reforzar la velocidad a la que vibra la atmósfera, al igual que un cantante de ópera puede golpear la nota correcta para hacer que una copa de champán resuene y se rompa, dijo Scharf. "Cuando eso sucede, la masa de la atmósfera se acumula mucho más, y la llave de gravedad se hace mucho más grande", dijo.
Para la Tierra, "creemos que esto pudo haber sucedido cuando la duración del día fue de aproximadamente 21 horas", dijo Scharf. "El efecto de llave inglesa, o torque, podría haber impedido que la rotación de la Tierra disminuya desde la atracción de la luna, tal vez durante cientos de millones de años".
Scharf señaló que la vida puede influir en la química atmosférica al emitir gases como el oxígeno. Estos gases pueden a su vez afectar la forma en que las atmósferas se calientan y enfrían, y Scharf calculó que esto puede tener un impacto en la velocidad de rotación de un planeta.
"¡Es una locura que la biología, o la biosfera, puedan influir en la rotación de un planeta alterando la composición atmosférica! Pero parece que no es imposible", dijo Scharf.
La vida encuentra una manera?
La vida podría influir en la velocidad del giro planetario a través de varios mecanismos, dijo Scharf. Por ejemplo, la luz ultravioleta puede generar ozono a partir del gas oxígeno. El ozono "es realmente bueno para absorber la luz solar y calentar la atmósfera", dijo Scharf. "Imagina un planeta en el que la vida productora de oxígeno se haya puesto en marcha y siga girando rápidamente. A medida que se forme el ozono, podría" sintonizar "la atmósfera para que la resonancia entre más pronto y actúe contra la ralentización normal de un planeta girar."
Scharf admitió que había una gran incertidumbre con respecto a cuán grande podría tener un efecto de luz en la rotación planetaria. "Lo que hice fue diseñar un escenario plausible de 'qué pasaría si', con algunas conjeturas sobre los números", dijo.
"Casi todos los descubrimientos en la ciencia de exoplanetas durante las últimas décadas han desafiado o ampliado nuestra visión de los planetas", dijo Brian Jackson, un científico planetario de la Universidad Estatal de Boise, que no participó en esta investigación. La propuesta de Scharf "introduce otra idea nueva y emocionante: que al cambiar la atmósfera de un planeta, la biología misma puede influir en la rotación de un planeta", dijo Jackson. "Aunque hay una enorme cantidad de incertidumbres involucradas, la hipótesis es muy interesante y vale la pena explorar más".
El trabajo futuro debería centrarse en el uso de modelos de computadora 3D para simular climas planetarios y ver si la vida podría tener estos efectos conjeturados, dijo Scharf. Entonces, los investigadores pueden intentar observar las tasas de rotación de los planetas reales y ver si alguno de estos coincide con los de los mundos habitados simulados.
Sin embargo, medir las tasas de rotación de exoplanetas es un gran desafío, dijo Scharf. Si hay características persistentes en los planetas, como grandes tormentas llenas de nubes o campos de hielo, estos podrían aparecer como variaciones en la luz reflejada en estos mundos, "y esas variaciones podrían darnos pistas sobre las tasas de rotación", dijo. Aunque es probable que estas variaciones sean difíciles de detectar, "también nos hemos sorprendido antes al idear nuevas técnicas inteligentes para estudiar exoplanetas", dijo Scharf.
Scharf presentó sus hallazgos en línea el 27 de noviembre a la revista Astrobiology.
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