Para cualquiera que alguna vez haya deseado que hubiera más horas en el día, los geocientíficos tienen buenas noticias: los días en la Tierra se están alargando.
Un nuevo estudio que reconstruye la profunda historia de la relación de nuestro planeta con la luna muestra que hace 1.400 millones de años, un día en la Tierra duró poco más de 18 horas. Esto es al menos en parte porque la luna estaba más cerca y cambió la forma en que la Tierragirado alrededor de su eje.
"A medida que la luna se aleja, la Tierra es como una patinadora artística que gira más despacio mientras estira los brazos", explica Stephen Meyers, profesor de geociencia en la Universidad de Wisconsin-Madison y coautor del estudio publicadoesta semana [4 de junio de 2018] en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Describe una herramienta, un método estadístico, que vincula la teoría astronómica con la observación geológica llamada astrocronología para mirar hacia atrás en el pasado geológico de la Tierra, reconstruir la historia del sistema solar y comprender el antiguo cambio climático como se captura en el registro de la roca.
"Una de nuestras ambiciones era usar la astrocronología para decir la hora en el pasado más lejano, para desarrollar escalas de tiempo geológicas muy antiguas", dice Meyers. "Queremos poder estudiar rocas que tienen miles de millones de años de alguna maneraeso es comparable a cómo estudiamos los procesos geológicos modernos ".
El movimiento de la Tierra en el espacio está influenciado por los otros cuerpos astronómicos que ejercen fuerza sobre él, como otros planetas y la luna. Esto ayuda a determinar las variaciones en la rotación de la Tierra y su oscilación en su eje, y en la órbita, la Tierra traza alrededor del sol.
Estas variaciones se conocen colectivamente como ciclos de Milankovitch y determinan dónde se distribuye la luz solar en la Tierra, lo que también significa que determinan los ritmos climáticos de la Tierra. Científicos como Meyers han observado este ritmo climático en el registro de rocas, que abarca cientos de millones de años.
Pero volver más allá, en la escala de miles de millones de años, ha resultado ser un desafío porque los medios geológicos típicos, como la datación por radioisótopos, no proporcionan la precisión necesaria para identificar los ciclos. También se complica por la falta de conocimiento de la historia de la historialuna, y por lo que se conoce como caos del sistema solar, una teoría planteada por el astrónomo parisino Jacques Laskar en 1989.
El sistema solar tiene muchas partes móviles, incluidos los otros planetas que orbitan alrededor del Sol. Pequeñas variaciones iniciales en estas partes móviles pueden propagarse en grandes cambios millones de años después; esto es un caos del sistema solar, y tratar de explicarlo puede sercomo tratar de rastrear el efecto mariposa en reversa.
El año pasado, Meyers y sus colegas descifraron el código en el caótico sistema solar en un estudio de sedimentos de una formación rocosa de 90 millones de años que capturó los ciclos climáticos de la Tierra. Sin embargo, cuanto más atrás en el registro de rocas él y otros tienentrató de ir, menos confiables son sus conclusiones.
Por ejemplo, la luna se está alejando de la Tierra a una velocidad de 3,82 centímetros por año. Usando esta tasa actual, los científicos extrapolando a través del tiempo calcularon que "más allá de hace aproximadamente 1.500 millones de años, la luna habría estado lo suficientemente cercaque sus interacciones gravitacionales con la Tierra habrían destrozado la luna ", explica Meyers. Sin embargo, sabemos que la luna tiene 4.500 millones de años".
Entonces, Meyers buscó una forma de explicar mejor lo que nuestros vecinos planetarios estaban haciendo hace miles de millones de años para comprender el efecto que tenían en la Tierra y sus ciclos de Milankovitch. Este fue el problema que trajo con él a una charla que éldio en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia durante un año sabático en 2016.
En la audiencia ese día estaba Alberto Malinverno, profesor de investigación de Lamont en Columbia. "Estaba sentado allí cuando me dije: '¡Creo que sé cómo hacerlo! ¡Reunámonos!'", Dice Malinverno, el otro estudiocoautor: "Fue emocionante porque, en cierto modo, sueñas con esto todo el tiempo; yo era una solución que buscaba un problema".
Los dos se unieron para combinar un método estadístico que Meyers desarrolló en 2015 para lidiar con la incertidumbre a lo largo del tiempo, llamado TimeOpt, con teoría astronómica, datos geológicos y un enfoque estadístico sofisticado llamado inversión bayesiana que permite a los investigadores obtener un mejormanejar la incertidumbre de un sistema de estudio.
Luego probaron el enfoque, que llaman TimeOptMCMC, en dos capas de roca estratigráfica: la Formación Xiamaling de 1.400 millones de años del norte de China y un registro de 55 millones de años de Walvis Ridge, en el sur del Océano Atlántico.
Con el enfoque, podrían evaluar de manera confiable a partir de capas de roca en las variaciones del registro geológico en la dirección del eje de rotación de la Tierra y la forma de su órbita tanto en el tiempo más reciente como en el tiempo profundo, al tiempo que abordan la incertidumbre.También pudieron determinar la duración del día y la distancia entre la Tierra y la luna.
"En el futuro, queremos expandir el trabajo en diferentes intervalos de tiempo geológico", dice Malinverno.
El estudio complementa otros dos estudios recientes que se basan en el registro de rocas y los ciclos de Milankovitch para comprender mejor la historia y el comportamiento de la Tierra.
Un equipo de investigación en Lamont-Doherty usó una formación rocosa en Arizona para confirmar la notable regularidad de las fluctuaciones orbitales de la Tierra de casi circular a más elíptica en un ciclo de 405,000 años. Y otro equipo en Nueva Zelanda, en colaboración con Meyers, observócómo los cambios en la órbita y la rotación de la Tierra en su eje han afectado los ciclos de evolución y extinción de organismos marinos llamados graptoloides, que se remontan 450 millones de años.
"El registro geológico es un observatorio astronómico para el sistema solar temprano", dice Meyers. "Estamos observando su ritmo pulsante, preservado en la roca y la historia de la vida".
El estudio fue financiado por la National Science Foundation EAR-1151438.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Kelly April Tyrrell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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