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La gravedad de Venus y Júpiter alarga la órbita de la Tierra


Un equipo de investigación dirigido por el profesor Dennis Kent de la Universidad de Rutgers ha documentado un cambio gradual en la órbita de la Tierra que se repite regularmente cada 405,000 años, jugando un papel relevante en los cambios climáticos naturales del la tierra. Los astrofísicos ya habían planteado la hipótesis de que el ciclo existe, pero el profesor Kent y sus coautores han encontrado la primera evidencia física verificable; mostraron que el ciclo ha sido estable durante al menos 215 millones de años y todavía está activo en la actualidad.

Durante décadas, investigadores han afirmado que la órbita de la Tierra alrededor del Sol es casi circular, aproximadamente un 5% elíptica, y viceversa cada 405,000 años.

Se cree que el cambio es el resultado de una compleja interacción con las influencias gravitatorias de Venus y Júpiter, junto con otros cuerpos en el Sistema Solar, ya que giran alrededor del Sol como un conjunto de ‘aros hula hula’ giratorios, a veces más cercanos entre sí, a veces más lejanos.

Los astrofísicos creen que el cálculo matemático del ciclo es confiable hasta alrededor de 50 millones de años, pero después de eso, el problema se vuelve demasiado complejo, porque están en juego demasiados movimientos cambiantes.

"Es un resultado sorprendente porque este largo ciclo, que se había predicho a partir de movimientos planetarios de hace unos 50 millones de años, se ha confirmado hace al menos 215 millones de años", dijo el profesor Kent.

Los científicos ahora pueden vincular los cambios climáticos, el medio ambiente, los dinosaurios, los mamíferos y los fósiles en todo el mundo a este ciclo de 405,000 años de una manera muy precisa. Los investigadores vincularon las inversiones en el campo magnético de la Tierra con los sedimentos con y sin zircones, así como con los ciclos climáticos.

"Los ciclos climáticos están directamente relacionados con la forma en que la Tierra orbita al Sol y las ligeras variaciones en la luz solar que llegan a la Tierra provocan cambios climáticos y ecológicos. La órbita de la Tierra cambia, pasando de tener una órbita casi circular, a ser un 5% alargada, especialmente cada 405,000 años ", dijo el profesor Kent.

El estudio
El profesor Kent y otros investigadores estudiaron el registro a largo plazo de reversiones en el campo magnético de la Tierra en sedimentos en la cuenca Newark, un lago prehistórico que abarcaba la mayor parte de Nueva Jersey, y en sedimentos con detritos volcánicos, incluyendo zircones en la formación Chinle en el Parque Nacional del Bosque Petrificado en Arizona.

Recolectaron un núcleo de roca del período Triásico, de hace entre 202 millones y 253 millones de años. Los resultados, publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, mostraron que el ciclo de 405,000 años es el patrón astronómico más regular relacionado con el giro anual de la Tierra alrededor del Sol.

Antes de este estudio, las fechas para la hora exacta en que los campos magnéticos se invirtieron no estuvieron disponibles durante 30 millones de años del Triásico Tardío. Los movimientos planetarios que estimulan los cambios climáticos se conocen como ciclos de Milankovitch, llamados así por el matemático serbio que los desarrolló en la década de 1920.

Reducidos a términos simples, consisten en un ciclo de 100.000 años en la excentricidad de la órbita de la Tierra, similar a la gran oscilación de 405,000 años; un ciclo de 41,000 años en la inclinación del eje de la Tierra en relación con su órbita alrededor del Sol; y un ciclo de 21,000 años causado por un bamboleo del eje del planeta. Juntos, estos cambios cambian las proporciones de energía solar que llegan al hemisferio norte, donde se encuentra la mayor parte de la tierra del planeta, durante diferentes partes del año. Esto a su vez influye en el clima.

Cada 405,000 años, cuando la excentricidad orbital está en su apogeo, las diferencias estacionales causadas por ciclos más cortos serán más intensas; los veranos son más calurosos y los inviernos más fríos; tiempos de sequía más secos, tiempos húmedos más húmedos. Lo contrario estará ocurriendo 202.500 años después, cuando la órbita sea más circular.

Durante el Triásico Tardío, por razones poco entendidas, la Tierra estaba mucho más caliente de lo que está ahora a través de muchos ciclos, y había poca o ninguna glaciación. Luego, el ciclo de 405,000 años apareció en periodos húmedos y secos, fuertemente alternos. La precipitación alcanzó su punto máximo cuando la órbita estaba en su punto más excéntrico, produciendo lagos profundos que dejaron capas de pizarra negra en el este de América del Norte. Cuando la órbita era más circular, las cosas se secaban más rápido, dejando capas más ligeras de tierra expuestas al aire libre.

“Júpiter y Venus ejercen influencias muy fuertes debido a su tamaño y proximidad. Venus es el planeta más cercano a nosotros, en su punto más lejano, a solo unos 162 millones de millas, y aproximadamente similar en masa. Júpiter está mucho más lejos, pero es el planeta más grande del Sistema Solar, 2.5 veces más grande que todos los demás planetas combinados”, dijeron los investigadores.

"Este estudio respalda otros estudios previos que afirman haber detectado signos del ciclo de 405,000 años atrás, antes de hace 250 millones de años", dijo la profesora de la Universidad George Mason, Linda Hinnov.

Conclusiones
Entre otras cosas, podría conducir a nuevos conocimientos sobre la evolución temprana de los dinosaurios. Debido a todos los factores involucrados en el trabajo, todavía hay mucho por aprender.

"Esto es algo realmente complicado. Estamos utilizando básicamente los mismos tipos de matemáticas para enviar naves espaciales a Marte, y claro, eso funciona. Pero una vez que empiezas a extender los movimientos interplanetarios en el tiempo y lo vinculas a la causa y efecto del clima en la tierra, no podemos afirmar que entendemos cómo funciona todo”, dijo el coautor del estudio, el Dr. Paul Olsen, de la Universidad de Columbia.

El ritmo metronómico del ciclo de 405,000 años eventualmente puede ayudar a los investigadores a desenmarañar algo de esto. Si te lo estabas preguntando, la Tierra se encuentra actualmente en la parte casi circular del período de 405,000 años.

¿Qué significa eso para nosotros? Probablemente no sea nada muy perceptible. Está muy por debajo en la lista de tantas otras cosas que pueden afectar el clima en la escalas de tiempo que nos importan en la actualidad.

Referencia del documento científico:
Dennis V. Kent et al. Evidencia empírica de la estabilidad del ciclo de excentricidad de Venus y Júpiter de 405,000 años, durante cientos de millones de años. PNAS, 12 de junio de 2018 115 (24) 6153-6158; Publicado por primera vez el 7 de mayo de 2018; doi: 10.1073 / pnas.1800891115

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