Las actividades humanas liberan emisiones de gases de efecto invernadero que generan una mayor retención de calor por parte de la atmósfera, en relación con la registrada en la época preindustrial. Como consecuencia, las temperaturas aumentan a nivel global y los polos pierden grandes masas de hielo, ya que se derriten y aumentan los niveles del mar. Un grupo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH de Zúrich) explicó, a través de modelos basados en inteligencia artificial, el efecto de este y otros fenómenos en la rotación de la Tierra.
Los científicos publicaron dos estudios, en el primero se centraron en la consecuencia del cambio climático en la duración de los días, y en el otro detallan predicciones sobre la influencia que tiene la interacción de la corteza terrestre y los procesos climatológicos en el movimiento polar.
Los océanos ocupan alrededor del 70% de la superficie de la Tierra, lo que significa que sus masas son un elemento importante en la composición física del planeta. Su rotación se rige por una de las leyes de la física, la de conservación del momento angular.
Esta regla establece que, en un sistema físico cerrado donde no actúan fuerzas externas, el momento angular total, es decir la medida de la cantidad de rotación que posee un objeto en movimiento, se conserva.
Benedikt Soja, profesor de Geodesia Espacial en el Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y Geomática de la ETH de Zúrich, explica este fenómeno de la siguiente manera: “Es como cuando un patinador artístico hace una pirueta, primero manteniendo los brazos cerca de su cuerpo y luego estirándolos”. Al alejar la masa (los brazos) del eje de rotación, el movimiento se ralentiza por acción de la inercia.
El cambio de la masa de los polos hacia los océanos debido al derretimiento afecta en cierta medida a la rotación de la Tierra y la desacelera. En consecuencia, al girar más despacio, los días se vuelven más largos. El efecto del calentamiento global en la duración de los días es mínimo, de unos pocos milisegundos, pero los modelos muestran que en el futuro podía tener una gran influencia.
“Esto se debe a que el agua fluye desde los polos hacia latitudes más bajas y, por lo tanto, ralentiza la velocidad de rotación”, comentan desde ETH de Zúrich en un artículo. Si bien la fricción que ejercen las mareas debido a los efectos de la Luna también afectan al giro del planeta, los científicos descubrieron que, si los polos continúan derritiéndose debido a las actividades humanas, el cambio climático podría tener una influencia mayor que el satélite.
Otro aspecto que se expone en los estudios es el desplazamiento en los puntos de eje de rotación en la superficie de la Tierra debido al mismo fenómeno causado por el calentamiento global. Los movimientos interiores del planeta, como la circulación de roca viscosa y los flujos de calor del metal líquido en el núcleo, también tienen consecuencias en este cambio que sería de 10 metros cada 100 años.
Además, los científicos lograron identificar que los procesos superficiales e internos interactúan entre sí. “El cambio climático está haciendo que el eje de rotación de la Tierra se mueva, y parece que la retroalimentación de la conservación del momento angular también está cambiando la dinámica del núcleo de la Tierra”, comentó Soja.
El modelo desarrollado por el grupo de investigadores, que es el más completo hasta ahora, se realizó a partir de nuevos métodos de la inteligencia artificial denominados “redes neuronales basadas en la física”, y se basan en un algoritmo que reúne leyes y principios de la física.
“Los algoritmos desarrollados por Kiani Shahvandi (uno de los estudiantes de doctorado de Soja y autor principal del estudio) han permitido por primera vez registrar todos los diferentes efectos en la superficie de la Tierra, en su manto y en su núcleo, y modelar sus posibles interacciones. El resultado de los cálculos muestra cómo se han movido los polos rotacionales de la Tierra desde 1900″, manifestaron desde la ETH de Zúrich.
Los resultados del modelo coinciden con los datos obtenidos por los satélites y observaciones científicas de las últimas décadas. Esto quiere decir que el algoritmo es capaz de predecir de manera confiable las consecuencias a futuro de las interacciones entre la corteza terrestre y el calentamiento global en la rotación del planeta.
El cambio del eje también puede afectar a futuras exploraciones espaciales, ya que los cálculos deben ser precisos a la hora de enviar sondas espaciales a otros cuerpos celestes con el objetivo de aterrizar en lugares específicos.
Si bien se probó que los efectos del cambio climático en todo el sistema de la Tierra tienen una profundidad mayor de lo que se pensaba, no representan un peligro significativo con relación a los procesos internos terrestres.
Este avance contribuye a los modelos ya desarrollados para comprender el cambio climático y sus efectos, tanto presentes como a futuro, sobre la vida y la composición del planeta.
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