Por que o dia terrestre tem 24 horas e qual foi o fator que o impediu de ter 60 horas?

Quando a Lua se formou, há cerca de 4,5 bilhões de anos, estava muito mais próxima da Terra do que está atualmente, e o nosso planeta girava muito mais rápido, com um dia de duração inferior a 10 horas.

Desde então, a Lua tem se afastado gradualmente, tirando momento angular da Terra, o que faz com que a rotação do nosso planeta diminua.

Atualmente, como todos sabemos, um dia na Terra dura 24 horas. No entanto, com o ritmo a que a Lua se afasta de nós (3,78 centímetros por ano, de acordo com experiências realizadas com refletores laser deixados na Lua pelos astronautas da Apollo), o nosso planeta deveria ter amenizado ao ponto de ter 60 horas em vez de 24.

O que abrandou a desaceleração?

Astrônomos da Universidade de Toronto e da Universidade de Bordéus, liderados por Hanbo Wu, determinaram que, entre há cerca de 200 e 600 milhões de anos, uma maré impulsionada pelo Sol contrariava o efeito da Lua, mantendo constante a velocidade de rotação da Terra e a duração do dia em 19,5 horas.

Com base em provas geológicas e utilizando instrumentos de investigação atmosférica, os cientistas demonstraram que a estagnação das marés entre o Sol e a Lua era o resultado de uma ligação fortuita, mas extremamente significativa, entre a temperatura da atmosfera e a velocidade de rotação da Terra.

O estudo que descreve o resultado foi publicado na revista Science Advances.

A atração do Sol e da Lua e sua influência na Terra ao longo da história

A Lua abranda a rotação da Terra ao "puxar" os oceanos, criando saliências de maré em lados opostos do planeta, que nós sentimos como marés altas e baixas. A força gravitacional da Lua sobre estas protuberâncias, mais a fricção entre as marés e o fundo do oceano, atua como uma 'trava' na rotação do nosso planeta.

A luz solar também produz uma maré com o mesmo tipo de protuberâncias, mas em vez de abrandar a rotação da Terra como a Lua faz, a acelera.

Durante a maior parte da história geológica da Terra, as marés lunares excederam as marés solares por um fator de cerca de dez, daí o abrandamento da rotação da Terra e o prolongamento dos dias.

O que mudou há cerca de 2 bilhões de anos?

Mas há cerca de 2 bilhões de anos, os bojos atmosféricos eram maiores, porque a atmosfera era mais quente e sua ressonância natural - a frequência com que as ondas se movem através dela - coincidia com a duração do dia.

A atmosfera ressoa a uma frequência determinada por vários fatores, incluindo a temperatura. Em outras palavras, as ondas (como as geradas pela erupção massiva do vulcão Krakatoa na Indonésia em 1883) viajam através dela a uma velocidade determinada pela sua temperatura.

Durante a maior parte da história da Terra, esta ressonância atmosférica não esteve sincronizada com a velocidade de rotação do planeta. Atualmente, cada uma das duas "marés altas" atmosféricas demora 22,8 horas para dar a volta ao globo; como esta ressonância e o período de rotação de 24 horas da Terra não estão sincronizados, a maré atmosférica é relativamente pequena.

Mas durante o período de 1,4 bilhões de anos estudado, a atmosfera era mais quente e ressoava com um período de cerca de 10 horas. Além disso, no início dessa época, a rotação da Terra, abrandada pela Lua, atingiu 20 horas.

Quando a ressonância atmosférica e a duração do dia se tornaram fatores pares (10 e 20), a maré atmosférica intensificou, as protuberâncias aumentaram de tamanho e a atração da maré do Sol tornou-se suficientemente forte para contrariar a maré lunar.

"É como empurrar uma criança numa rede", exemplifica Murray. "Se o seu empurrão e o período da rede não estiverem sincronizados, ela não vai subir muito. Mas se estiverem sincronizados e se empurrarmos no momento em que a rede para num dos extremos do seu percurso, o empurrão aumentará o impulso da rede e esta irá mais longe e mais alto. Foi o que aconteceu com a ressonância atmosférica e a maré".