Los movimientos de la Tierra

Seguro que este tema te puede parecer ridículo, así a bote pronto, pero ten por seguro que, si te pillase un profesor de astronomía por banda, es muy probable que te cayeses con todo el equipo si te hiciese una pregunta tan simple como ésta: ¿sabes cuáles son todos los movimientos de la Tierra? (y todos es, todos)… Sin duda alguna, te habrán venido a la cabeza, como mínimo, dos: traslación y rotación, quizá la precesión, y a lo mejor la nutación. Y… ¿el bamboleo de Chandler?, ¿se te ha ocurrido? Vamos a ver si nos aclaramos con todos…

Traslación

El movimiento de traslación y las estaciones de la Tierra.
Crédito: Usuario «Gothika», de Wikipedia.

Empecemos por los sencillos… ¿no? La traslación es el movimiento de la Tierra a lo largo de su órbita alrededor del Sol. Vale, esto es de primero de Primaria, pero si vamos a hablar de los movimientos que describe nuestro planeta, es buena idea refrescar conceptos. La Tierra tarda 365 días, 5 horas, 48 minutos y 45 segundos en dar una vuelta alrededor del Sol. Es lo que llamamos un año tropical (o año solar) (en oposición al año natural, que es el tradicional de 365 días). ¿Por qué tropical? Pues porque es el tiempo que transcurre hasta que se repite una estación. En el calendario normal lo redondeamos a 365 días, y cada 4 años añadimos uno bisiesto (excepto si el año es divisible entre 100 y no entre 400, como puede ser, por ejemplo, el caso del año 1700).

El movimiento de traslación es efecto de la gravedad del Sol, y hace que nuestro planeta describa una órbita elíptica con una distancia media de una UA (unidad astronómica) que son, prácticamente, 149.500.000 de kilómetros. En realidad, la órbita de la Tierra es excéntrica (poco, aunque se exagera en las ilustraciones para que quede más claro), de tal manera que en el perihelio (el punto más cercano al Sol) estamos a 147.000.000 millones de kilómetros, y en el afelio (el más alejado) estamos a 152.000.000.

Para rematarlo, el eje de la Tierra está inclinado unos 23,5º respecto al plano del Sol (si dibujas una línea recta de arriba a abajo en el Sol, y otra en la Tierra, la de la Tierra no es perpendicular, si no que tiene la inclinación que he comentado), y esa inclinación es la que provoca la aparición de las estaciones.

Rotación

Esta imagen explica la diferencia entre el día sidéreo y el día solar. Entre las figuras 1 y 2 ha pasado un día sidéreo (las estrellas distantes siguen en la misma posición), pero no es hasta llegar a 3 cuando se completa el día solar (cuando el sol vuelve a estar en el mismo punto del cielo que el día anterior).

La rotación es el movimiento de la Tierra sobre su propio eje, y es lo que provoca que tengamos el día y la noche. Aquí también tenemos una pequeña «trampa» como en el caso del año tropical y el año natural. Si tomamos como referencia las estrellas (excluyendo el Sol), nuestro planeta tarda 23 horas, 56 minutos y 4 segundos en llegar al mismo punto en el que estaba el día anterior. A ese lapso de tiempo lo llamamos día sidéreo.

Sin embargo, si tomamos como referencia al Sol, el tiempo aumenta a las 24 horas que todos conocemos como un día solar. ¿Por qué hay esa discrepancia entre el día solar y el sidéreo? Se debe a que en esos 3 minutos y 56 segundos, la Tierra ha avanzado en su órbita, y por tanto tiene que girar un poco más para que el mismo punto que estaba apuntando al Sol en ese momento esté en el mismo lugar. Todo es cuestión de distancias. Mientras la estrella más cercana está a algo más de 4 años luz de nosotros, y por tanto no influye el movimiento de la Tierra alrededor de su órbita, no nos pasa lo mismo con el Sol, del que estamos mucho más cerca.

Precesión

Movimiento de precesión de la Tierra.
Crédito: NASA

La precesión de los equinoccios ya empieza a ser algo más técnico… Si lo resumimos a lo bestia, es el movimiento que provoca que el eje de la Tierra vaya girando en un círculo con el paso de los años. Como hemos dicho que el eje está inclinado unos 23º respecto al plano orbital, es como si nos imaginamos una peonza ligeramente inclinada hacia un lado. Si te fijas en su tope, verás que en lugar de estar completamente estático, gira en un círculo. La precesión es idéntica.

El movimiento de rotación de la Tierra provoca que esté un poco ensanchada en el ecuador, y achatada en los polos (la diferencia entre ambos diámetros es prácticamente mínima, 20 kilómetros). Como quizá hayas leído aquí alguna vez, a ese ensachamiento se le llama protuberancia ecuatorial, y sobre él influye la fuerza de marea de la Luna y el Sol. Como tenemos el eje inclinado, hay parte de ese ensanchamiento por encima del plano de la eclíptica (que es un plano imaginario que cortaría el Sol y la Tierra justo por su mitad) y parte por debajo. Salvo en los equinoccios (cuando ambos están a la misma distancia del Sol), uno de los ensanchamientos está más cerca que el otro, y se produce un momento de fuerza que tiende a llevar ese exceso de masa en el ecuador hacia el plano de la eclíptica. Eso es lo que provoca que el eje de la Tierra se vaya moviendo.

Si nuestro planeta fuese totalmente esférico, sin achatamiento alguno, entonces no existiría esa influencia del Sol y no habría modificación de la dirección del eje. La precesión tarda unos 26.000 años en completarse; el lapso de tiempo es variable porque influyen, por ejemplo, los terremotos en la corteza terrestre.

Nutación

Aquí puedes ver el fenómeno de la nutación.

La nutación es un movimiento un tanto puñetero de explicar. Por ahora ya hemos dicho que la tierra se mueve alrededor de su órbita (traslación), rota sobre sí misma (rotación) y que, como está achatada y su eje inclinado respecto al plano del Sol, su eje gira en un círculo (precesión)… Bueno, pues la nutación es una pequeña oscilación (pequeñísima) en la inclinación del eje. Es tan pequeña que se mide en segundos (unos 9 en cada dirección) a lo largo de su ciclo.

Este fenómeno se completa en tan sólo 18 años y medio, y hace que el planeta oscile en torno a su oblicuidad media (los 23º de inclinación de su eje) unos 9 segundos en cada dirección. Vale, seguramente dicho así suene a chino, así que lo explicaré de otra manera: si coges un globo terrestre, con la inclinación del eje incluida, la oscilación (que es a lo que llamamos nutación) hace que a lo largo de esos 18 años, el lugar en el que estaría el polo (o el ecuador) y donde está realmente pueda variar hasta en 700 metros (en el caso de los polos, 300 en el ecuador). Si el eje no se moviese, el lugar en el que estaría el polo en teoría y dónde está al verlo sería siempre le mismo. Una vez se llega al punto de mayor alejamiento, el proceso se revierte y comienza en dirección contraria.

El bamboleo de Chandler

En esta imagen puedes ver: la eclíptica (que es el plano en el que se mueve la órbita de la Tierra), la oblicuidad del eje, y la rotación de la Tierra. Crédito: Dennis Nilson

El bamboleo de Chandler es un movimiento que se puede confundir con el de la nutación con bastante facilidad, pero tienen poco que ver. También tiene que ver con el eje de la Tierra, pero en relación a la superficie sólida del planeta. Para que lo entiendas, la nutación es una pequeña oscilación del eje respecto al Sol (es decir, su inclinación orbital respecto al Sol varía muy ligeramente), mientras que el bamboleo de Chandler es un fenómeno que hace que parezca que el eje de rotación de la Tierra y su eje geográfico no están en el mismo sitio.

De nuevo, volvemos al ejemplo de la peonza, pero en este caso, en vez de pensar en el eje y cómo va haciendo un círculo perfecto al estar inclinado, visto desde fuera, intentamos verlo desde su superficie. Imagínate que estás al lado del eje de la peonza, con el tiempo, empiezas a darte cuenta de que tu zona parece estar más lejos que antes del eje de rotación de la peonza (y otras veces más cerca), como si estuviese perdiendo velocidad o ganándola. El bamboleo de Chandler es algo parecido, pero sin esa pérdida de velocidad. Este vídeo de la NASA lo ilustra de una manera genial.

En el vídeo, el efecto está muy exagerado para que sea más fácil de entender. En la realidad, la variación es de apenas unos metros (pincha en la imagen para ver el vídeo en una pestaña nueva).

Lo más curioso, es que los científicos no logran ponerse completamente de acuerdo sobre cuál es la fuente de ese bamboleo. Algunos creen que puede ser un efecto del movimiento de los océanos, y otros creen que puede ser el efecto de un gran terremoto… En cualquier caso, no tiene ningún tipo de efecto sobre nuestra vida cotidiana, pero es un movimiento que obliga a que nuestros satélites GPS (sólo por poner un ejemplo) tengan que reposicionarse cada cierto tiempo para seguir orientados correctamente.

Referencias: NASA