Durante mais de mil milhões de anos, um delicado equilíbrio entre o Sol e a Lua manteve a rotação da Terra num ritmo constante, mantendo a duração de um dia em aproximadamente 19,5 horas. De acordo com um novo estudo realizado por investigadores da Universidade de Toronto e da Universidade de Bordéus, sem esta pausa centenária o dia já teria se estendido para mais de 60 horas.

O trabalho, publicado em Science Advances , combina modelos matemáticos sofisticados com evidências geológicas – como camadas sedimentares que registam antigos ciclos de marés – para traçar como a rotação da Terra evoluiu ao longo dos últimos 4,5 mil milhões de anos.

Quando a Lua se formou, há cerca de 4,5 mil milhões de anos, orbitava perto da Terra e o nosso planeta girava rapidamente, fazendo com que um dia durasse menos de 10 horas. Hoje, a Lua está a recuar lentamente e a rotação da Terra está a abrandar, acrescentando cerca de 1,7 milissegundos à duração de um dia em cada século.

A atração gravitacional da Lua cria protuberâncias oceânicas – marés – em lados opostos do planeta. Estas protuberâncias arrastam-se contra o fundo do mar, produzindo fricção que extrai o momento angular da rotação da Terra e prolonga gradualmente o dia.

Em contraste, o aquecimento solar gera marés atmosféricas que podem acelerar a rotação da Terra. A atmosfera incha em resposta ao forçamento térmico do Sol, e o torque resultante pode acelerar ligeiramente a rotação. Historicamente, o efeito da Lua tem sido cerca de dez vezes mais forte, dominando o processo de desaceleração.

Durante o período entre 2 mil milhões e 600 milhões de anos atrás, os binários opostos do Sol e da Lua estavam em ressonância quase exacta. A atmosfera da Terra, aquecida por uma temperatura global mais elevada, suportou ondas estacionárias que completavam um ciclo completo a cada 10 horas – exactamente duas vezes por rotação da Terra. Esta condição ressonante amplificou as protuberâncias atmosféricas, permitindo ao Sol adicionar impulso à rotação da Terra e neutralizar o efeito de travagem da Lua. O resultado foi um patamar na duração do dia de aproximadamente 19,5 horas que durou mil milhões de anos.

À medida que a atmosfera esfriou e a frequência de ressonância diminuiu, o delicado equilíbrio foi perdido. Desde então, o dia tem vindo a prolongar-se e hoje a maré atmosférica do Sol demora 22,8 horas a completar um ciclo completo, ficando atrás do dia de 24 horas.

É importante ressaltar que o estudo confirma a precisão dos modelos de circulação atmosférica global utilizados pelos cientistas do clima. Ao reproduzir temperaturas passadas e comportamentos das marés, os investigadores demonstram que estes modelos podem prever de forma fiável como as alterações climáticas futuras influenciarão as marés atmosféricas – e, por extensão, a duração de um dia.

Dado que o aumento das temperaturas globais pode desviar ainda mais a ressonância atmosférica do seu equilíbrio histórico, a capacidade do Sol para acelerar a rotação da Terra pode diminuir, acelerando potencialmente a tendência de prolongamento do dia. Este efeito subtil mas profundo sublinha outra forma como a actividade humana está a remodelar o nosso planeta.