La rotazione della Terra sta rallentando per colpa del clima
Il riscaldamento globale sta iniziando a influenzare persino la durata del giorno. I ghiacciai che si sciolgono e l’innalzamento del livello degli oceani stanno rallentando impercettibilmente la rotazione del nostro pianeta in un modo che i geofisici non avevano mai registrato prima d’ora.
Sembra fantascienza, eppure si tratta di geofisica pura e dura. Le masse d’acqua e di ghiaccio che si spostano frenano leggermente il movimento rotazionale della Terra. Il processo è troppo lento per essere avvertito nella vita quotidiana, ma abbastanza rapido da preoccupare seriamente gli ingegneri responsabili della misurazione del tempo, del GPS e delle reti energetiche.
Diversi team di ricercatori hanno descritto in una prestigiosa rivista scientifica come, negli ultimi decenni, la giornata abbia cominciato ad allungarsi. Il fenomeno è strettamente legato allo scioglimento dei ghiacciai e delle calotte polari, oltre che all’aumento del livello marino. Per una persona comune è impercettibile, ma non per i geodeti, gli specialisti di navigazione satellitare e gli orologi atomici: i loro sistemi presuppongono che la Terra ruoti in modo estremamente prevedibile.
Come il riscaldamento globale frena la Terra
Le stime indicano che la durata del giorno aumenta oggi di circa 1,33 millisecondi ogni cento anni. Entro la fine del secolo, tuttavia, il ritmo potrebbe accelerare fino a 2,62 millisecondi per centennio. Per una persona comune è impercettibile, ma per i sistemi tecnologici rappresenta già un problema misurabile.
Per spiegare il meccanismo, gli scienziati paragonano la Terra a una pattinatrice sul ghiaccio. Quando avvicina le braccia al corpo, inizia a girare più velocemente. Quando le allarga, il movimento rallenta. È la legge di conservazione del momento angolare.
Con il nostro pianeta funziona in modo analogo. In termini semplici: quando una grande quantità di ghiaccio si trova ai poli, una porzione maggiore di massa è più vicina all’asse di rotazione e la Terra gira leggermente più in fretta. Quando il ghiaccio si scioglie, l’acqua scorre negli oceani e si distribuisce verso l’equatore. La massa si allontana dall’asse e il movimento rotazionale rallenta impercettibilmente.
È esattamente questo secondo scenario che stiamo osservando con frequenza sempre maggiore nell’era del riscaldamento climatico causato dall’attività umana. I ricercatori sottolineano che dall’inizio del XXI secolo l’allungamento della giornata procede a un ritmo che ai processi naturali richiederebbe migliaia o persino decine di migliaia di anni.
I processi naturali non riescono più a tenere il passo
Per decine di migliaia di anni, la durata del giorno è cambiata principalmente sotto l’influenza di fattori naturali: la gravità della Luna, i movimenti delle placche tettoniche, le deformazioni della crosta terrestre o il cosiddetto rimbalzo isostatico successivo al ritiro delle antiche calotte glaciali. Questi processi agiscono generalmente in modo lento e prevedibile.
Nei decenni precedenti, il nucleo liquido in movimento e il mantello terrestre agivano in direzione opposta al clima, accelerando la rotazione del pianeta più di quanto il ghiaccio in scioglimento la frenasse. Il risultato era che la giornata si accorciava. Questo delicato equilibrio ha però iniziato a inclinarsi.
Gli scienziati hanno analizzato dati che risalgono a 3,6 milioni di anni fa, fino alla parte finale dell’epoca del Pliocene, per verificare se fenomeni simili si fossero verificati in passato. La chiave si è rivelata essere organismi microscopici chiamati foraminiferi bentonici.
Questi esseri unicellulari vivevano sui fondali marini e oceanici, e nei loro gusci è rimasta impressa la storia chimica degli oceani antichi. Nella composizione minerale dei foraminiferi fossilizzati è possibile leggere, tra le altre cose, le temperature dell’acqua e il livello del mare dell’epoca. Il livello del mare, a sua volta, rivela come fosse distribuita la massa glaciale sulla Terra.
Cosa rivelano i fossili del fondo oceanico
Più ghiaccio si trovava ai poli, più bassi erano gli oceani. Quando il ghiaccio si scioglieva, i mari si alzavano. Confrontando i dati dei foraminiferi con i modelli fisici della rotazione terrestre, i ricercatori hanno ricostruito le variazioni della durata del giorno nell’arco di 3,6 milioni di anni.
La sola osservazione dei fossili non era però sufficiente. I dati geologici presentano numerose lacune, così i ricercatori si sono avvalsi di uno strumento dell’informatica moderna: l’apprendimento profondo probabilistico. Un algoritmo di intelligenza artificiale è stato addestrato per riconoscere schemi in registrazioni incomplete e stimare i frammenti mancanti con un certo livello di certezza.
Su questa base è stato possibile ricostruire in modo più dettagliato le variazioni del livello dei mari e, indirettamente, la distribuzione della massa sulla Terra. La combinazione di fossili, geofisica e apprendimento automatico ha permesso di capire con quale frequenza, nella storia del pianeta, si sia verificato un allungamento della giornata a un ritmo paragonabile a quello odierno.
I risultati sono stati sorprendenti. Nel corso degli interi 3,6 milioni di anni, si è verificato soltanto un periodo in cui la giornata si allungava a un ritmo comparabile. È accaduto circa 2 milioni di anni fa, durante un’epoca di cicli glaciali particolarmente intensi guidati da variazioni dell’orbita e dell’inclinazione dell’asse terrestre.
Un solo episodio simile in milioni di anni
La differenza è sostanziale. In quel periodo i cambiamenti si prolungavano per decine di migliaia di anni e derivavano dalla dinamica naturale del sistema solare. Oggi un effetto di portata analoga si manifesta nel giro di pochi decenni, a causa delle emissioni di gas serra.
Se l’umanità manterrà gli attuali livelli di emissioni, l’influenza del clima sulla durata del giorno potrebbe entro la fine del secolo superare quella della Luna sul movimento rotazionale della Terra. Per i non addetti ai lavori suona astratto, ma per gli scienziati che studiano la dinamica terrestre è il segnale che siamo entrati in un’epoca di forte sovraccarico dei processi naturali.
Il ritmo di questo cambiamento distingue l’epoca attuale dal resto della storia geologica del pianeta. Non si tratta dunque solo del fatto in sé, ma soprattutto della sua velocità e della sua origine: l’attività umana. I ricercatori sottolineano che i processi naturali non hanno sostanzialmente mai conosciuto una simile rapidità.
Perché pochi millisecondi fanno la differenza
Una variazione della durata del giorno di qualche millisecondo in cent’anni non farà sì che tu dorma meglio o che guadagni tempo per un altro caffè. Il problema si manifesta altrove: tutta la civiltà moderna si fonda su una misurazione del tempo straordinariamente precisa.
I sistemi sensibili a piccole variazioni temporali includono:
- gli orologi atomici, che costituiscono la base della scala temporale mondiale e sincronizzano le reti di telecomunicazione
- il GPS e altri sistemi di navigazione satellitare, che richiedono una precisione al nanosecondo per determinare la posizione con accuratezza metrica
- la gestione delle reti energetiche, che richiede misurazioni perfettamente sincronizzate per mantenere l’equilibrio tra produzione e consumo di elettricità
- il trading ad alta frequenza sui mercati finanziari, con migliaia di transazioni al millisecondo
- le sonde e i satelliti per il monitoraggio del clima e del meteo, che si basano su un posizionamento e una temporizzazione molto precisi
- l’infrastruttura per le reti mobili e internet, dipendente dalla sincronizzazione dei server temporali
- gli esperimenti scientifici che richiedono il coordinamento tra laboratori diversi in tutto il mondo
Quando la Terra rallenta, il tempo reale di rotazione comincia lentamente a divergere da quello calcolato dagli orologi atomici. Per compensare questo scarto, da anni vengono utilizzati i cosiddetti secondi intercalari, piccole correzioni aggiunte occasionalmente al tempo ufficiale.
Se il ritmo dei cambiamenti dovesse continuare ad aumentare, aggiungere e sottrarre tali secondi diventerà sempre più frequente e complicato. Alcuni sistemi informatici hanno già avuto problemi durante le correzioni precedenti, dimostrando quanto questa infrastruttura sia delicata.
Cosa significa tutto questo per la persona comune
Nella vita di tutti i giorni non percepirai che la Terra ruota di una frazione di millesimo di secondo più lentamente. Ben più significativo è il fatto che si tratti di un ulteriore segnale che evidenzia la portata dell’intervento dell’umanità sul funzionamento del pianeta.
Il riscaldamento globale viene solitamente associato a ondate di calore, siccità, alluvioni, incendi o cali dei raccolti agricoli. Il giorno che si allunga è un effetto collaterale meno spettacolare, ma estremamente eloquente. Dimostra che non stiamo cambiando solo il clima, ma che stiamo influenzando qualcosa di così fondamentale come il movimento rotazionale del pianeta.
Dal punto di vista tecnico, sarà sempre più importante sviluppare standard temporali flessibili e modernizzare i sistemi che devono funzionare in modo affidabile durante correzioni sempre più frequenti. Questo è il compito delle istituzioni internazionali che si occupano di tempo, navigazione e infrastrutture digitali.
Per il dibattito sul clima, questo tema aggiunge un ulteriore argomento all’elenco delle conseguenze della combustione di combustibili fossili, difficile da liquidare con una scrollata di spalle. Se il riscaldamento è capace di frenare il movimento della Terra a un ritmo che la natura non aveva praticamente mai conosciuto, è difficile sostenere che si tratti di semplici fluttuazioni naturali. Potrebbe sembrarti una curiosità scientifica, ma è una testimonianza silenziosa di quanto profondamente stiamo trasformando il funzionamento del nostro pianeta.
