Un nuevo método permite medir la rotación de la Tierra con mayor exactitud que nunca

Investigadores alemanes han logrado medir la rotación de la Tierra con mayor precisión que nunca usando un láser anular. Las mediciones se utilizarán para determinar la posición de la Tierra en el espacio, beneficiarán la investigación climática y harán que los modelos climáticos sean más fiables.

 La rotación de la Tierra es uno de los fenómenos más importantes para la vida en nuestro planeta. Gracias a ella, tenemos el ciclo día-noche, las estaciones del año, las corrientes marinas y los vientos.

Sin embargo, la rotación de la Tierra no es constante, sino que varía por diversos factores, como la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol, los movimientos tectónicos, el cambio climático o la distribución de la masa terrestre.

Estas variaciones pueden afectar a aspectos tan relevantes como la duración del día, la posición de los polos, el clima o la navegación.

Por eso, la ciencia necesita medir con precisión la rotación de la Tierra y sus cambios, para poder ajustar los sistemas de referencia y de sincronización que usamos en la ciencia y la tecnología.

Hasta ahora, las mediciones de la rotación de la Tierra se basaban en observaciones astronómicas o en satélites artificiales. Sin embargo, estos métodos tienen algunas limitaciones, como la dependencia de las condiciones atmosféricas, la resolución temporal o la precisión.

Un nuevo método para medir la rotación de la Tierra

Un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) ha desarrollado un nuevo método para medir la rotación de la Tierra con mayor exactitud que nunca, y con actualización de datos diaria. El método se basa en el uso de un láser anular instalado en el Observatorio Geodésico de Wettzell, en Alemania.

El láser anular es un dispositivo que emite un haz de luz que recorre un anillo de unos 20 metros de diámetro. El haz de luz se divide en dos partes que viajan en sentido opuesto por el anillo.

Al reencontrarse, las dos partes interfieren entre sí, creando un patrón de franjas de luz. Este patrón depende de la velocidad angular del anillo, es decir, de la rotación de la Tierra.

Los investigadores han logrado medir la velocidad angular del anillo con una precisión de hasta 9 decimales, lo que equivale a detectar un cambio de rotación de la Tierra de una milésima de segundo por día.

Además, han podido comparar los datos obtenidos con el láser anular con los de otros métodos, como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) o el Sistema de Navegación por Satélite Galileo, y han encontrado una buena concordancia.

Medición directa

El láser anular es el primer instrumento que permite medir la rotación de la Tierra de forma directa, sin depender de objetos externos, señalan los investigadores.

Además, ofrece una resolución temporal muy alta, lo que permite detectar cambios rápidos y sutiles en la rotación del planeta. Las mejoras en el láser también han permitido tiempos de medición significativamente más cortos.

Los programas correctivos introducidos permiten asimismo al equipo de científicos capturar datos actuales cada tres horas.

Los datos capturados independientemente de la observación estelar pueden ayudar a identificar y compensar errores sistemáticos en otros métodos de medición.

La utilización de distintos métodos contribuye a que el trabajo sea especialmente meticuloso, especialmente cuando los requisitos de precisión son elevados, como es el caso del láser anular.

Para el futuro está prevista una mayor mejora del sistema, que permitirá periodos de medición aún más cortos.

Los investigadores esperan que el láser anular se convierta en un nuevo estándar para la medición de la rotación de la Tierra, y que se instalen más dispositivos de este tipo en otros lugares del mundo, para mejorar la cobertura geográfica y la precisión de los datos.

Referencia

Variations in the Earth’s rotation rate measured with a ring laser interferometer. K. Ulrich Schreiber et al. Nature Photonics (2023). DOIhttps://doi.org/10.1038/s41566-023-01286-x