El tambaleo de Chandler

El bamboleo de Chandler o variación de latitud de Chandler es una pequeña desviación del eje de rotación de la Tierra con respecto a la Tierra sólida , ^[1] que fue descubierta y bautizada en honor al astrónomo estadounidense Seth Carlo Chandler en 1891. Equivale a un cambio de unos 9 metros (30 pies) en el punto en el que el eje interseca la superficie de la Tierra y tiene un período de 433 días. ^{[2] [3]} Este bamboleo, que es una nutación astronómica , se combina con otro bamboleo con un período de seis años, de modo que el movimiento polar total varía con un período de unos 7 años.

El bamboleo de Chandler es un ejemplo del tipo de movimiento que puede producirse en un objeto que gira libremente y que no es una esfera; se denomina nutación libre . De manera un tanto confusa, la dirección del eje de rotación de la Tierra en relación con las estrellas también varía con los distintos períodos, y estos movimientos (causados ​​por las fuerzas de marea de la Luna y el Sol) también se denominan nutaciones, excepto los más lentos, que son las precesiones de los equinoccios .

La existencia de la nutación libre de la Tierra fue predicha por Isaac Newton en los Corolarios 20 a 22 de la Proposición 66, Libro 1 de los Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , y por Leonhard Euler en 1765 como parte de sus estudios de la dinámica de los cuerpos en rotación. ^[4] Basándose en la elipticidad conocida de la Tierra, Euler predijo que tendría un período de 305 días. Varios astrónomos buscaron movimientos con este período, pero no encontraron ninguno. La contribución de Chandler fue buscar movimientos en cualquier período posible; una vez observado el bamboleo de Chandler, la diferencia entre su período y el predicho por Euler fue explicada por Simon Newcomb como causada por la no rigidez de la Tierra. La explicación completa de este período también se debe a la naturaleza fluida del núcleo y los océanos de la Tierra: el bamboleo, de hecho, produce una marea oceánica muy pequeña con una amplitud de aproximadamente 6 mm ( 1 ⁄ 4  in), llamada marea polar , que es la única marea que no es causada por un cuerpo extraterrestre. A pesar de la pequeña amplitud, el efecto gravitacional de la marea polar se detecta fácilmente con el gravímetro superconductor . ^[5]

Los Observatorios Internacionales de Latitud se establecieron en 1899 para medir el bamboleo observado en las determinaciones de latitud . Estos proporcionaron datos sobre el bamboleo de Chandler y el bamboleo anual durante la mayor parte del siglo XX, aunque con el tiempo fueron reemplazados por otros métodos de medición. El seguimiento del movimiento polar lo realiza actualmente el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra (IERS).

La amplitud del bamboleo ha variado desde su descubrimiento, alcanzando su tamaño máximo en 1910 y fluctuando notablemente de una década a otra. En 2009, el análisis de Malkin y Miller de los datos de las series temporales de coordenadas polares del IERS desde enero de 1946 hasta enero de 2009 mostró tres inversiones de fase del bamboleo, en 1850, 1920 y 2005. ^[2]

Como la Tierra no es un cuerpo rígido, el bamboleo de Chandler debería desaparecer con una constante de tiempo de unos 68 años, ^[6] un período muy corto en comparación con las escalas de tiempo geológicas. Los procesos que continuamente reexcitan el bamboleo son de interés para los geofísicos. Si bien debe deberse a cambios en la distribución de masa o momento angular del núcleo externo de la Tierra , la atmósfera , los océanos o la corteza (debido a terremotos ), durante mucho tiempo la fuente real no estuvo clara, ya que ningún movimiento disponible parecía ser coherente con lo que impulsaba el bamboleo.

En 2001, Richard Gross realizó una investigación en el Laboratorio de Propulsión a Chorro del Instituto Tecnológico de California . Utilizó modelos de momento angular de la atmósfera y los océanos en simulaciones por computadora para demostrar que, entre 1985 y 1996, el bamboleo de Chandler fue provocado por una combinación de procesos atmosféricos y oceánicos, siendo el mecanismo de excitación dominante las fluctuaciones de presión en el fondo del océano. Gross descubrió que dos tercios del "bamboleo" eran causados ​​por la presión fluctuante en el fondo marino , que, a su vez, es causada por cambios en la circulación de los océanos causados ​​por variaciones en la temperatura , la salinidad y el viento . El tercio restante se debe a fluctuaciones de la presión atmosférica . ^[6]

Mediante el uso de observaciones de seguimiento por radio de las sondas Mars Odyssey , Mars Reconnaissance Orbiter y Mars Global Surveyor , se ha detectado el bamboleo de Chandler en Marte . Es la primera vez que se detecta en un cuerpo planetario distinto de la Tierra. La amplitud es de 10 cm, el período es de 206,9 ± 0,5 días y tiene una dirección casi circular en sentido antihorario, visto desde el Polo Norte. ^[7]

• Ciclos de Milankovitch
• Observatorio Naval de los Estados Unidos

• Carter, B. y M. S. Carter , 2003, "Latitud: cómo los astrónomos estadounidenses resolvieron el misterio de la variación", Naval Institute Press, Annapolis.
• Euler, Leonhard (1765). "Du movimiento de rotación de cuerpos sólidos autor de un hacha variable". Mémoires de l'Académie Royale des Sciences et Belles Lettres . 14 : 154-193.
• Euler, Leonhard (1765). Theoria motus corporum solidorum seu rigidorum. Rostock: AF Röse.
• Gross, Richard S (2000). "La excitación del bamboleo de Chandler". Geophysical Research Letters . 27 (15): 2329–2332. Bibcode :2000GeoRL..27.2329G. doi : 10.1029/2000gl011450 .
• Lambeck, Kurt, 1980, La rotación variable de la Tierra: causas y consecuencias geofísicas (Cambridge Monographs on Mechanics), Cambridge University Press, Londres.
• Munk, W. H. y MacDonald, G. J. F., 1960, La rotación de la Tierra , Cambridge University Press, Londres.
• Moritz, H. y II Mueller, 1987, Rotación de la Tierra: teoría y observación , Continuum International Publishing Group, Londres.

• Resuelto el misterio de la inestabilidad de la Tierra, 19 de julio de 2000
• Precesión libre de la Tierra