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Quanto veloce gira la Terra?

Nel 2020 la Terra ha ruotato su se stessa più velocemente, accorciando la durata del giorno di qualche millisecondo per ben 28 giorni: un record.

Lo sappiamo fin da piccoli: la Terra ruota su se stessa in 24 ore, perciò un giorno dura (appunto) 24 ore; poi, più grandi, ci hanno detto che le ore non sono proprio ventiquattro, ma 23, 56 minuti e 4 secondi, e che la rotazione è la causa dell'alternarsi del giorno e della notte sul nostro pianeta. Un'altra informazione scolastica, anche se meno comune, riguarda il fatto che poiché la Terra è una sfera (un po' schiacciata ai poli) e che la sua rotazione è costante, la velocità con la quale si muove un punto sulla superficie varia a seconda della latitudine.
 
Prendiamo per esempio una persona che stia esattamente sulla linea dell'equatore: ebbene ruota attorno all'asse della Terra, insieme al punto del pianeta su cui sta in piedi, alla velocità di 1.670 chilometri all'ora; alle nostre latitudini ci muoviamo invece a 1.180 chilometri l'ora, mentre ai poli la velocità è molto prossima a zero. Naturalmente, essendo noi parte del sistema ci muoviamo con esso e quindi non abbiamo la percezione del moto e tantomeno della sua velocità, come passeggeri di un'auto con i finestrini oscurati.

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La velocità di rotazione, però, non è sempre stata uguale a quella di oggi: è gradualmente diminuita nel corso del tempo. Agli albori della Terra il giorno doveva durare poche ore, anche se non sappiamo quante con esattezza; invece sappiamo, grazie allo studio di particolari fossili, che 350 milioni di anni fa, il giorno durava meno di 23 ore; per i dinosauri del Cretaceo, 70 milioni di anni fa, il giorno era di 23 ore e 31 minuti e così via. Forse tra un miliardo di anni il giorno potrebbe durare 25 ore o più.
 
La causa del rallentamento della rotazione della Terra attorno al suo asse è legato alle maree indotte dalla Luna e dal Sole, che esercitano un'azione frenante sulla rotazione. Ma anche il rallentamento non è una regola: nel 2020 si sono registrati i 28 giorni più corti dal 1960, calcolati al millesimo di secondo. In quei giorni la Terra ha ruotato più velocemente! Diciamolo subito: non c'è nulla di allarmante, e se non ce ne siamo accorti è solo perché si parla di millesimi di secondo, neppure il tempo di un battito di ciglia, oltre al fatto che avevamo altre cose a cui pensare.

La giornata dei dinosauri scorreva più veloce della nostra
La giornata dei dinosauri scorreva più veloce della nostra: nel Cretaceo superiore, un giorno durava 23 ore e 31 minuti. © kirill_makarov / Shutterstock

Come sono possibili queste variazioni a intermittenza? Succede perché oltre all'effetto di marea di Sole e Luna, la rotazione del Pianeta è influenzata anche da altri fattori. La pressione dell'atmosfera, ad esempio: la diversa distribuzione delle masse d'aria può accelerare o rallentare la rotazione. La stessa cosa vale per le correnti oceaniche, che pesano sulla rotazione in funzione della loro velocità e densità. Anche il riscaldamento globale, che fa dilatare l'atmosfera può avere conseguenze. E se questi elementi possono influenzare la velocità di rotazione su tempi brevi (nell'ordine di settimane, mesi o anche pochi anni) ve ne sono altri che possono avere un'influenza nell'ordine di secoli o millenni: variazioni nella rotazione del nucleo della Terra, per esempio, oppure la crescita o l'erosione delle montagne sono elementi perturbatori a lungo o lunghissimo periodo.
 
Per quanto sia un fenomeno bizzarro e sorprendente, in realtà tutto questo è "normale" e non ha conseguenze sulla vita, né dell'uomo né di altri esseri viventi. Le differenze di velocità in più o in meno sono così brevi che non vengono percepite dall'organismo, e tuttavia, per quanto ci riguarda, qualcosa che le percepisce invece c'è: le nostre più evolute e precise tecnologie.

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Perché non è più veloce volare verso ovest? Se la Terra ruota verso est, non dovremmo arrivare prima a destinazione muovendoci in senso orario?

Queste piccolissime variazioni di durata del giorno possono infatti creare problemi ai servizi che, grazie a orologi atomici ultra-regolari, danno la misura del Tempo coordinato universale (UTC), grazie al quale i nostri dispositivi sono perfettamente sincronizzati e ci mostrano l'ora esatta, oltre a dirci esattamente dove siamo (GPS). Quando però l'ora astronomica, definita dal tempo impiegato dalla Terra per compiere una rotazione completa, devia dall'UTC di oltre 0,4 secondi, questi servizi sono costretti a fare un aggiustamento.
 
Finora questi aggiustamenti consistevano, quando necessario, nell'aggiungere un "secondo intercalare" all'anno alla fine di giugno o dicembre, riportando in linea l'ora astronomica con l'ora atomica. I secondi intercalari si sono resi necessari perché, da quando sono iniziate le misurazioni satellitari accurate, alla fine degli anni '60, si è constatato che la tendenza generale della rotazione terrestre è stata quella di rallentare. Dal 1972 gli scienziati hanno aggiunto secondi intercalari ogni anno e mezzo circa, secondo il National Institute of Standards and Technology (NIST). L'ultima aggiunta è avvenuta nel 2016, quando alle ore 23, 59 minuti e 59 secondi del 31 dicembre è stato aggiunto un secondo.

forza di Coriolis: la rotazione della Terra mantiene in salute l'ecosistema del Lago di Garda
La rotazione della Terra mantiene in salute l'ecosistema del Lago di Garda: il moto del Pianeta influisce in modo importante sull'idrodinamica del lago, favorendo il movimento verticale delle acque anche in profondità e facilitando il trasporto di ossigeno e nutrienti. © Shutterstock

Ora però accade qualcosa di nuovo: sulla base dei dati dell'International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), gli esperti di Time and Date spiegano in un articolo che la durata e la frequenza dell'accelerazione della rotazione terrestre nel 2020 porta a dover considerare per la prima volta un secondo intercalare negativo. Invece di aggiungere un secondo, potrebbe cioè essere necessario sottrarne uno, anche perché le roiezioni suggeriscono che il fenomeno potrebbe ripresentarsi. Gli esperti ritengono infatti che nel 2021 la durata media di un giorno sarà di 0,05 millisecondi più breve rispetto alla media di 86.400 secondi: nel corso dell'anno ciò porterà a un ritardo di 19 millisecondi del tempo atomico (quello scandito nei laboratori dalle nostre apparecchiature ultra-regolari).

Le oscillazioni nella velocità di rotazione della Terra nell'arco del 2020.
Le oscillazioni nella velocità di rotazione della Terra nell'arco del 2020. © timeanddate.com

Peter Whibberley, del National Physics Laboratory (UK), ritiene probabile un secondo intercalare negativo in un futuro prossimo «se la velocità di rotazione della Terra aumenterà ulteriormente, ma è ancora troppo presto per dire se e quando succederà». Secondo Time and Date, nel 2020 la Terra ha battuto il precedente record di giorno astronomico più breve, che si ebbe nel 2005, per ben 28 volte. Il giorno più corto di quell'anno, il 5 luglio, vide la Terra completare una rotazione in 1,0516 millisecondi in meno rispetto allo standard convenzionale di 86.400 secondi. Il giorno più corto del 2020 è stato il 19 luglio, quando il pianeta ha completato un giro in 1,4602 millisecondi in meno rispetto allo standard.

10 gennaio 2021 Luigi Bignami
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