Os dias na Terra estão a ficar mais longos e os humanos podem ser a razão.

Alterações climáticas e rotação da Terra: porque a duração do dia está a aumentar

Os dias na Terra estão a ficar mais longos, ao que tudo indica, porque as alterações climáticas provocadas pela atividade humana estão a derreter glaciares e mantos de gelo. Ao perder-se gelo em terra e ao redistribuir-se essa massa pelo sistema oceânico, a massa total do planeta desloca-se, o que abranda ligeiramente a rotação terrestre.

Na prática, isto significa que a duração do dia está, neste momento, a aumentar cerca de 1,33 milissegundos por século - um valor que, segundo os autores, quase não encontra paralelo ao longo de milhões de anos.

Se a tendência se mantiver, a influência do clima na duração do dia poderá ultrapassar a influência da Lua até ao final do século, assinalando um impacto humano marcante (ainda que indesejável) na dinâmica do planeta.

Estas conclusões foram apresentadas num artigo recente assinado por geocientistas da Universidade de Viena e da ETH Zurique.

Como os cientistas reconstruíram a duração do dia ao longo de quase 4 milhões de anos

Num estudo pioneiro, a equipa recorreu a organismos marinhos fossilizados chamados foraminíferos e desenvolveu um algoritmo de aprendizagem profunda para estimar variações do nível do mar e, a partir daí, calcular como a duração do dia foi mudando ao longo de cerca de 4 milhões de anos.

Como explica Mostafa Kiani Shahvandi, cientista do clima e geofísico na Universidade de Viena, a chave está na química preservada nos fósseis: a composição química dos foraminíferos permite inferir oscilações do nível do mar e, depois, derivar matematicamente as alterações correspondentes na duração do dia.

Foraminíferos: “testemunhas” antigas do clima

Os foraminíferos destacam-se pelo seu potencial “geo-forense”. São organismos unicelulares que constroem à sua volta conchas (muitas vezes impressionantes) usando minerais dissolvidos na água do mar.

Como surgiram há mais de 500 milhões de anos e prosperaram onde quer que existissem oceanos, os seus vestígios funcionam como registos naturais de climas antigos - verdadeiros marcadores do passado da Terra.

Um modelo de difusão informado pela física para lidar com incertezas

Para reforçar a robustez dos resultados, os investigadores aplicaram um modelo de difusão informado pela física: uma técnica probabilística de aprendizagem profunda criada para compensar as grandes incertezas típicas dos dados de paleoclima.

Segundo Kiani Shahvandi, o modelo consegue incorporar a física subjacente às mudanças do nível do mar e, ao mesmo tempo, manter-se resistente às incertezas inevitáveis quando se trabalha com registos tão antigos.

Porque é que o degelo abranda a rotação da Terra

No essencial, este trabalho consolida e aprofunda conclusões anteriores da equipa: quando glaciares globais e mantos de gelo polares derretem, parte da massa que estava concentrada em latitudes altas redistribui-se, deslocando-se, em termos líquidos, dos polos para o equador.

Esse deslocamento altera a oblaticidade do planeta - isto é, o grau em que a Terra “incha” na zona equatorial. O efeito é comparável ao de uma patinadora artística que abranda a rotação ao estender os braços para fora: ao aumentar a distribuição de massa longe do eixo de rotação, o sistema roda mais devagar.

O quão fora do comum é o aumento atual da duração do dia?

Um objetivo central do novo estudo foi comparar o efeito atual - o alongamento do dia - com o que ocorreu no passado remoto. A análise indica que a situação contemporânea não tem equivalente há muito tempo, exceto em alguns episódios climáticos abruptos em que mantos de gelo cresceram ou colapsaram enquanto a Terra arrefecia ou aquecia rapidamente.

Para Bendikt Soja, professor de Geodesia Espacial na ETH Zurique e coautor do estudo, este aumento rápido na duração do dia sugere que a velocidade das alterações climáticas modernas é sem precedentes pelo menos desde o Plioceno tardio, há 3,6 milhões de anos.

Soja acrescenta que, por isso, a subida acelerada atual na duração do dia pode ser atribuída sobretudo a influências humanas.

Porque milissegundos importam para comunicações e navegação espacial

À primeira vista, 1,33 milissegundos pode parecer irrelevante quando comparado com os 86 400 segundos de um dia. Ainda assim, variações desta ordem são suficientes para criar complicações em sistemas que dependem de tempo extremamente preciso, incluindo tecnologias de comunicações e navegação espacial.

Além disso, cenários de modelação mais pessimistas indicam que a tendência pode intensificar-se. Nesse caso, o aumento poderia atingir cerca de 2,62 milissegundos por século nas últimas décadas do século XXI - um valor que ultrapassaria a influência da Lua na duração do dia.

Kiani Shahvandi observa ainda que só houve um período aproximadamente comparável: há cerca de 2 milhões de anos, a taxa de mudança na duração do dia esteve quase ao mesmo nível. No entanto, segundo o investigador, nunca antes nem depois a “patinadora” planetária terá “levantado os braços” - e os níveis do mar terão mudado - tão depressa como entre 2000 e 2020.

Medir e gerir o tempo num planeta que muda (contexto adicional)

A duração do dia não é uma abstração: é monitorizada continuamente por técnicas geodésicas modernas e por observações astronómicas, permitindo detetar oscilações minúsculas na rotação terrestre. Esta vigilância é crucial porque muitos sistemas tecnológicos dependem de sincronização rigorosa entre relógios e referências de tempo.

Quando a rotação da Terra se afasta do que os relógios atómicos marcam, é necessário gerir a diferença entre o tempo civil e a rotação real do planeta. Em cenários extremos, estas discrepâncias podem traduzir-se em ajustes operacionais complexos para infraestruturas digitais, redes de telecomunicações e operações no espaço.

Um feito humano… com saldo negativo

Visto de forma estritamente científica e impassível, conseguir alterar a mecânica de rotação de um planeta inteiro é uma demonstração impressionante do alcance da atividade humana.

O problema é que o efeito global é claramente negativo para o próprio planeta - e, como nota final irónica, aponta também para dias (ligeiramente) mais longos, inclusive no “horário de trabalho”.

Esta investigação foi publicada na Revista de Investigação Geofísica: Terra Sólida.