Un estudio publicado en Nature vincula variaciones de apenas unos milisegundos con un intercambio de momento angular entre el núcleo y el manto, impulsado principalmente por un torque gravitacional profundo
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
Un día terrestre se define convencionalmente como 24 horas, pero la rotación del planeta no mantiene exactamente el mismo ritmo. En escalas de décadas, la duración de una jornada puede aumentar o disminuir varios milisegundos. Una nueva investigación de la Universidad de Alberta, en Canadá, propone una explicación física para una parte de esas fluctuaciones: una interacción gravitacional entre el núcleo interno sólido y las irregularidades de masa situadas en las profundidades del manto.
El estudio, publicado el 23 de septiembre de 2026 en la revista Nature, fue realizado por Huifeng Zhang y Mathieu Dumberry. Sus resultados indican que las variaciones multidecadales en la duración del día están relacionadas principalmente con el intercambio de momento angular entre el núcleo terrestre y el manto, pero permiten precisar qué fuerzas podrían estar transfiriéndolo.
La duración del día puede cambiar por mecanismos muy diferentes dependiendo de la escala temporal. De hecho, investigaciones anteriores han mostrado que la redistribución de agua provocada por el deshielo también puede modificar la rotación terrestre. El nuevo trabajo se concentra, en cambio, en oscilaciones de varias décadas originadas en las profundidades del planeta.
Variaciones de milisegundos a lo largo de varias décadas
Los científicos saben desde hace décadas que la velocidad de rotación de la Tierra no es completamente constante. Las variaciones abarcan desde cambios diarios relacionados con las mareas hasta oscilaciones estacionales y anuales asociadas principalmente con la atmósfera y los océanos.
También existe una tendencia de muy largo plazo relacionada con la fricción de las mareas lunares. Sin embargo, cuando se examinan periodos de entre aproximadamente 10 y 70 años aparecen fluctuaciones de varios milisegundos que están vinculadas fundamentalmente a intercambios de momento angular entre el núcleo y el manto.
El estudio analizó las variaciones decenales observadas entre 1964 y 2019 después de descontar contribuciones como los efectos estacionales de la atmósfera y los océanos, la fricción de las mareas lunares, el ajuste isostático glacial y otros procesos que redistribuyen masa en la superficie terrestre.
Esta distinción resulta importante porque no existe una única causa capaz de explicar todos los cambios en la rotación. Otra investigación publicada en 2026 calculó que el cambio climático está contribuyendo al alargamiento del día mediante la redistribución de masa entre continentes y océanos, un mecanismo diferente del estudiado ahora en el interior profundo.
El núcleo y el manto intercambian momento angular
El principio físico fundamental es la conservación del momento angular. Si una parte del planeta cambia ligeramente su velocidad de rotación, otra debe responder para conservar el momento angular total del sistema.
Desde hace aproximadamente tres décadas, los investigadores conocen que los movimientos del hierro líquido del núcleo externo, inferidos a partir de cambios observados en el campo magnético terrestre, presentan aceleraciones y desaceleraciones a lo largo de varias décadas. Al mismo tiempo, el manto rocoso puede modificar su velocidad de rotación en sentido compensatorio.
El manto, que incluye la corteza y se extiende hasta una profundidad cercana a los 2.900 kilómetros, representa una fracción enorme de la masa del planeta. Incluso un cambio extremadamente pequeño en su velocidad de giro puede modificar la duración de una jornada en unos pocos milisegundos.
La dinámica profunda también está relacionada con la generación y evolución del campo magnético. Estudios anteriores han identificado cómo grandes estructuras situadas en la base del manto pueden influir en el comportamiento del campo magnético terrestre al modificar las condiciones térmicas en la frontera con el núcleo.
Un torque gravitacional conecta el núcleo interno con el manto
La incógnita principal era determinar qué mecanismo permite que el núcleo y el manto intercambien suficiente momento angular para producir las oscilaciones multidecadales observadas.
Zhang y Dumberry compararon reconstrucciones de la rotación diferencial del núcleo interno obtenidas mediante datos sísmicos con modelos de los flujos del núcleo externo derivados de las variaciones del campo magnético. Los resultados favorecen un mecanismo en el que el torque gravitacional desempeña el papel dominante.
El núcleo interno es sólido y no constituye una esfera geométricamente perfecta. Pequeñas irregularidades de su forma y distribución de masa pueden interactuar gravitacionalmente con anomalías de densidad presentes en el manto. Cuando cambia ligeramente la orientación o velocidad relativa del núcleo interno, esa interacción genera un torque capaz de transferir momento angular.
La posibilidad de que el núcleo interno tenga una dinámica propia ya había sido documentada mediante registros sísmicos. Por ejemplo, mediciones de terremotos mostraron que su rotación relativa se había ralentizado, reforzando la idea de que el centro sólido del planeta puede moverse de manera diferente respecto del manto y la superficie.
Otras fuerzas frenan el efecto gravitacional
El modelo no plantea que la gravedad actúe sola. En la frontera entre el núcleo y el manto también intervienen otros mecanismos capaces de ejercer torque sobre ambas regiones.
Uno de ellos es el acoplamiento electromagnético. El movimiento del hierro conductor del núcleo externo genera el campo magnético terrestre y puede producir fuerzas electromagnéticas sobre materiales eléctricamente conductores situados en la base del manto. Otro mecanismo posible es el acoplamiento topográfico, asociado a irregularidades de la frontera entre ambas capas.
Los cálculos indican que los torques electromagnético y topográfico se oponen parcialmente al torque gravitacional. Las pequeñas diferencias entre esas fuerzas determinarían cuánto momento angular termina transfiriéndose al manto y, por tanto, la magnitud de las variaciones multidecadales de la duración del día.
La relevancia del núcleo externo para otros fenómenos planetarios puede observarse también en las anomalías magnéticas detectadas en superficie. Investigaciones recientes han mostrado que cambios en los flujos del hierro fundido pueden originar irregularidades duraderas en el campo magnético, proporcionando indirectamente información sobre movimientos que ocurren a miles de kilómetros de profundidad.
El estudio aporta pistas sobre un interior inaccesible
La investigación no solo busca explicar por qué una jornada puede variar unos milisegundos. El comportamiento de la rotación funciona como una herramienta indirecta para estudiar regiones del planeta a las que ningún instrumento puede llegar físicamente.
Los autores señalan que sus reconstrucciones son compatibles con determinadas propiedades de las estructuras termogeoquímicas situadas en la parte inferior del manto, así como con una capa enriquecida en hierro y altamente conductora de apenas unos kilómetros de espesor cerca de su base.
Los resultados también sugieren que el núcleo interno podría tener una viscosidad relativamente baja en términos geofísicos y deformarse en escalas temporales de pocos años. Esta interpretación conecta con observaciones independientes que indican que la superficie del núcleo interno puede experimentar cambios estructurales y deformación viscosa.
Sin embargo, los autores reconocen que la reconstrucción depende de la precisión de los modelos utilizados para estimar tanto la rotación del núcleo interno como los flujos del núcleo externo. El resultado favorece al torque gravitacional como impulsor principal de las variaciones multidecadales estudiadas, pero no convierte cada cambio observado en la duración del día en una consecuencia exclusiva de ese mecanismo.
La Tierra tiene muchos relojes geofísicos
La jornada civil seguirá siendo de 24 horas para la vida cotidiana. Las diferencias descritas son de apenas milésimas de segundo y solo aparecen mediante mediciones geodésicas y astronómicas de alta precisión.
Esas pequeñas desviaciones, sin embargo, contienen información sobre procesos que abarcan desde la atmósfera y los océanos hasta el manto y el núcleo. En escalas estacionales pueden intervenir los vientos y las corrientes oceánicas; durante periodos mucho más largos actúa la fricción de las mareas producidas principalmente por la Luna; y la redistribución de agua provocada por el deshielo también altera el momento de inercia del planeta.
El nuevo estudio añade una explicación física más detallada para las oscilaciones de varias décadas: pequeñas variaciones de la rotación del núcleo interno generan un torque gravitacional sobre las anomalías de masa del manto, mientras los acoplamientos electromagnético y topográfico contrarrestan parcialmente esa interacción. El resultado de ese equilibrio profundo puede acelerar o desacelerar imperceptiblemente la rotación del manto y cambiar la duración del día en unos pocos milisegundos.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Nature
Universidad de Alberta
