La durata del giorno terrestre oscilla di qualche millisecondo ogni decennio, e la causa dominante si trova quattromila chilometri sotto i nostri piedi: una lotta gravitazionale tra il nucleo interno di ferro e il mantello roccioso.
Il tiro alla fune sotto i piedi
Lo studio pubblicato su Nature il 24 settembre 2026 dai geofisici Huifeng Zhang e Mathieu Dumberry, dell'Università dell'Alberta, individua nel nucleo terrestre la sorgente delle variazioni multidecennali della rotazione. I due ricercatori hanno costruito un modello numerico che confronta tre meccanismi possibili: la torsione gravitazionale tra nucleo interno e mantello, la torsione elettromagnetica prodotta dal flusso metallico del nucleo esterno liquido, e la resistenza topografica lungo il confine tra le due regioni.
Il modello combacia con le misure osservate quando la gravità recita la parte principale. Il nucleo interno, una sfera solida di ferro grande come Plutone che galleggia nel metallo fuso, non è omogeneo e nemmeno il mantello lo è. Quando le regioni più dense della sfera interna si spostano rispetto alle anomalie di densità sopra di loro, la gravità le richiama in posizione. Lo scambio di momento angolare che ne segue produce le oscillazioni della velocità di rotazione osservate nell'ultimo mezzo secolo. Zhang lo riassume così: prima di questo lavoro, non era chiaro che le tre forze fossero in competizione tra loro.
Tre scale temporali, tre cause diverse
Il lavoro di Alberta descrive un solo pezzo del puzzle. La rotazione terrestre varia su tre scale temporali distinte, ciascuna con una sorgente fisica diversa, e lo studio Nature riguarda soltanto la banda intermedia.
- Millenaria: l'attrito mareale con la Luna allunga il giorno di circa 1,7 millisecondi al secolo.
- Multidecennale: il tiro alla fune gravitazionale identificato dai canadesi, oscillazioni di pochi millisecondi nell'arco di trenta o quarant'anni.
- Recente, dal 2020: la Terra accelera in modo anomalo e il modello di Zhang e Dumberry non lo copre.
Il 5 luglio 2024 il pianeta ha completato una rotazione più corta di 86.400 secondi di 1,66 millisecondi, il valore più estremo mai misurato nell'era degli orologi atomici. Il primato precedente era del 29 giugno 2022 (meno 1,59 ms) e prima ancora quel tipo di anomalia non era mai stato registrato. Dal 2020 il record cade quasi ogni estate. Le cause candidate sono il moto del nucleo esterno liquido, la ridistribuzione di massa dovuta allo scioglimento dei ghiacciai polari e l'oscillazione di Chandler dell'asse: nessuna rientra nel modello canadese, che opera su decenni e non su singoli anni. Lo stesso confronto tra scale spazio-temporali diverse guida oggi anche lo studio di tre episodi d'acqua nel cratere Jezero su Marte, dove la ricostruzione della storia interna del pianeta rosso passa dall'analisi stratigrafica di 185 rocce raccolte da Perseverance.
Il conto: 27 secondi intercalari e uno mai fatto
La contabilità del tempo civile la tiene l'International Earth Rotation and Reference Systems Service, che dal 1972 aggiunge secondi intercalari quando la rotazione rallenta troppo rispetto al Tempo Atomico Internazionale. Ne sono stati inseriti 27 in 44 anni, l'ultimo il 31 dicembre 2016. Dopo quella data il contatore si è fermato proprio perché il pianeta ha invertito la tendenza.
Se l'accelerazione degli ultimi cinque anni prosegue, l'IERS potrebbe dover applicare per la prima volta un secondo intercalare negativo: sottrarre un secondo invece di aggiungerlo, con un minuto che finisce alle 23:59:58. È una manovra mai testata su scala globale. Per i sistemi finanziari, le reti di telecomunicazione e la sincronizzazione GPS significa rivedere codice scritto dando per assunto che quel caso non si sarebbe mai presentato, un rischio confrontabile con quello segnalato da chi lavora oggi all'affidabilità dei nuovi modelli di intelligenza artificiale, come mostra il caso di GPT-6 Astra sul radiogramma del 1918.
Il modello di Zhang e Dumberry chiude un capitolo aperto da trent'anni sulle oscillazioni decennali; quello dei giorni sempre più corti dal 2020 resta invece da scrivere, e i prossimi due o tre anni diranno se il pianeta rallenta di nuovo o se un secondo intercalare negativo è davvero all'orizzonte.
Domande frequenti
Perché la durata del giorno terrestre cambia nel corso dei decenni?
La durata del giorno oscilla di qualche millisecondo ogni decennio principalmente a causa di una lotta gravitazionale tra il nucleo interno di ferro e il mantello roccioso della Terra.
Quali sono i principali meccanismi che influenzano la rotazione terrestre?
Secondo lo studio, i tre meccanismi principali sono la torsione gravitazionale tra nucleo interno e mantello, la torsione elettromagnetica dovuta al nucleo esterno liquido e la resistenza topografica al confine tra queste regioni.
Come variano le cause delle oscillazioni della rotazione terrestre sulle diverse scale temporali?
Le variazioni millenarie sono dovute all'attrito mareale con la Luna, quelle multidecennali al tiro alla fune gravitazionale nel nucleo, mentre le anomalie dal 2020 sono legate a fenomeni come il moto del nucleo esterno, lo scioglimento dei ghiacciai polari e l'oscillazione di Chandler dell'asse.
Cosa sono i secondi intercalari e perché potrebbero essere sottratti in futuro?
I secondi intercalari vengono aggiunti o sottratti per mantenere l'orario civile sincronizzato con la rotazione terrestre; se l'attuale accelerazione della Terra continua, potrebbe essere necessario sottrarre per la prima volta un secondo, operazione mai effettuata prima.
Quali conseguenze pratiche avrebbe un secondo intercalare negativo?
Un secondo intercalare negativo richiederebbe di modificare software e sistemi che gestiscono orari, come quelli finanziari, le telecomunicazioni e i GPS, dato che molti sono stati progettati senza prevedere questa eventualità.
Lo studio di Zhang e Dumberry spiega tutte le variazioni recenti della durata del giorno?
No, il modello spiega solo le oscillazioni multidecennali; le variazioni più rapide osservate dal 2020 restano ancora senza una spiegazione definitiva.
