Movimientos de la tierra.


Rotacion ,Traslacion Precesión, *Nutación, Bamboleo de Chandler

1-Rotación: movimiento sobre el eje en sentido oeste-este, duración 23horas 56 minutos 4.1 segundos. En cuanto al eje de rotación de la tierra:

1.a.-La inclinación de su eje de rotación de la tierra: Se mantiene en 23.5° respecto al eje perpendicular a la órbita que describe alrededor del Sol (plano de la eclíptica). Esto genara que:

      • el plano ecuatorial también estará siempre a 23.5° respecto al plano eclíptico.
      • las estaciones son determinadas exclusivamente por la inclinación de su eje de rotación: 
        • Diciembre-Febrero: en el Hemisferio Norte será invierno, el hemisferio Sur está inclinado hacia el Sol (verano)
        • marzo-mayo :en el Hemisferio Norte será primavera, el hemisferio Sur sera Otoño. Sucedera un equinoccio, que proyectara al espacio en una alineacion sol-tierra-Constelacion en especifico.
          -Cuando los dos puntos donde se intersectan el plano ecuatorial y el eclíptico estan alineados con la posicion del sol, ocurren los equinoccios (de primavera y otoño).
          -A principios de la era cristiana el Sol se proyectaba al comienzo de la primavera en la constelación de aries (Punto de Aries), con correspondencia en el punto contrario hacia Libra (punto de Libra)  Actualmente, 2.000 años después, ha girado un ángulo de 50,2511 × 2000 = 27,92° y se proyecta en Picis.
        • Junio-Agosto : en el Hemisferio Norte será está inclinado hacia el Sol (verano) , el hemisferio Sur es invierno
        • Septiembre-Noviembre: en el Hemisferio Norte será Otoño , el hemisferio Sur sera primavera. Sucedera un equinoccio.
    • wp-1484039572219.png

En la Grafica. La proyeccion del punto equinoccial se sigue llamando por conveniencia Punto de Aries y es punto referente para las observaciones y seguimiento de los movimientos de los celestes, respecto a la tierra y  al plano de la ecliptica.

2-Traslación : movimiento en orbita elíptica alrededor del sol, descrita en un plano llamado «ecliptica» , el movimiento tiene una duración de 365 días, a una velocidad de 29.5 km/s, (en enero estando en el perihelio, o mas cercano al sol ocurre la maxima velocidad, en julio en el punto mas alejado del sol o afelio tiene la menor velocidad) , recorriendo en la orbita 930 MM de km.

En el movimento de traslación la tierra describe una órbita descrita es como en todos los casos eliptica, por lo que tendra ciertas caracteristicas que la definen;

a.-la eccentricidad de su órbita : Que define cuánto se aparta la órbita de un circulo. Esta  varía de ser casi circular (eccentricidad, baja de 0,005) a ser ligeramente elíptica (eccentricidad alta de 0,058) y es en media de 0,028. El componente mayor de estas variaciones ocurre en un período de 413.000 años. También hay ciclos de entre 95.000 y 136.000 años, siendo el ciclo más conocido de unos 100.000 años. La eccentricidad actual es 0,017 y por tanto la diferencia entre el mayor acercamiento al Sol (perihelio) y la mayor distancia (afelio) es sólo 3,4%. Esta diferencia supone un aumento del 6,8% en la radiación solar entrante. El perihelio ocurre actualmente alrededor del 3 de enero, mientras el afelio es alrededor del 4 de julio. Cuando la órbita es muy elíptica, la cantidad de radiación solar al perihelio sería aproximadamente 23% mayor que en el afelio.

    • El matemático y astrónomo alemán Johannes Kepler  gracias a las notas de uno de sus maestros, el astrónomo danés Tycho Brahe, describió que la órbita de la Tierra alrededor del sol no es circular, sino ligeramente elíptica,  definiendo las leyes de los movimientos de los planetas, asi dio con la primera ley de Kepler: «Los planetas describen órbitas elípticas alrededor del Sol, que ocupa uno de los focos de la elipse». Observado que la velocidad de la tierra al recorrer su órbita varia. Describio la segunda ley de Kepler: «Cada planeta se mueve de tal manera que la recta imaginaria que le une al centro del Sol (denominada radio vector) barre áreas iguales en tiempos iguales». Un planeta, cuando está más cerca del sol, debe recorrer una distancia mayor y su velocidad aumenta.
    • Newton, basándose en las observaciones de Tycho Brahe, Galileo y Kepler, decribio la fuerza los obligaba a cumplir las leyes de Keplerla gravedad. Y es su segunda ley la que explica por qué la tierra va a hora más rápido: «La fuerza de atracción entre dos cuerpos de masas separados una distancia ‘r’ es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia«. Es decir, cuanto menor sea la distancia al Sol, mayor será la fuerza de gravedad y por tanto la velocidad a la que se desplaza un planeta.

Existen sin embargo otros tres Movimientos de la tierra menos perceptibles, pero igualmente importantes: precesión , nutación y bamboleo de Chandler.

La precesión

3-Precesión: El eje inclinado de la tierra apuntaba a la estrella polar, sin embargo con el paso de los siglos se ha desplazado, dado que este eje gira muy lentamente alrededor del eje perpendicular de la eclíptica (precesión) en sentido contrario a la rotación terrestre (retrogrado) describiendo una especie de doble cono invertido en cada direccion norte y sur, con vértice en el centro del planeta y abertura de 47°. Este movimiento avanza a un ritmo de 1 grado orbital cada 71.85′ años (72 años aproximadamente), y como 1 grado se compone de 3.600 segundos de arco, lo hace a 1 segundo de arco de órbita cada 7,3 días, cada año la precesión se desplaza 36.300 km, cada día prácticamente 100 km, y a cada segundo 1,1574 metros, un giro del eje terrestre toma alrededor de 25.868 años.
A su vez como resultado combinado de los movimientos de Traslación y precesión, el calor que recibe el planeta no es constante tanto dentro del periodo de Traslacion como de precesion.  De esta manera tenemos que por efecto de la Precesión el plano del ecuador también gira y por lo tanto la localización de los puntos de equinoccios a lo largo de la orbita terrestre también se desplazará, esto ultimo es lo que se conoce como precesión de los equinoccios. Como el punto de equinoccio permite establecer la posición de la tierra respecto a las estrellas, es necesario aplicarse una corrección de precesión a las cartas celestes para obtener una posición real. 
La causa de este movimiento es que la Tierra es un elipsoide de forma irregular, aplastado por los polos, abultado en el ecuador y deformado por la atracción gravitacional del Sol, la Luna y, en menor medida, de los planetas. El periodo de este movimiento se ve afectado por efecto del movimiento de las placas tectónicas.
La precesion equinoccial situa a solo unos 15 dias de diferencia la posicion orbital del afelio con la del solticio de invierno del hemisferio norte.

wp-1484039609979.pngPrecession-nutation

La precesión hara que el eje polar, en el año 14000DC apunte a la estrella Vega. Se observa en la figura a la Izquierda el efecto combinano de Rotación-Precesión-Nutación.

4-Nutación.  Al movimiento cónico de la precesión (un ciclo de 25767 años) se le puperpone el moviento de nutación (más de pequeños 1300 ciclos),  consistente en una pequeña oscilación, elipses, balanceo o vaivén del eje de la Tierra que dura 18.6 años produciendo una desviacion de 9 segundos de arco a cada lado del valor medio de la oblicuidad de la eclíptica y hasta unos 17 segundos de arco a cada lado del valor medio de desplazamiento del punto Aries sobre la eclíptica debido a la precesión de los equinoccios. Su origen es  a causa de la atracción gravitacional de la Luna sobre el abultamiento ecuatorial terrestre. El movimiento de nutación de la Tierra fue descubierto por el astrónomo británico James Bradley en 1728 , difundido en 1748, y descubierta su causa 20 años despues.

5-Oscilación de Chandler.: Es una oscilación de eje terrestre  mientras la tierra gira, de forma que sus polos se acercan y se alejan constantemente de su eje de rotación, sobreponiendose a la nutación.  El «bamboleo de Chandler»  recibe el nombre en honor del astrónomo Estadounidense Seth Carlo Chandler, que descubrió el fenómeno en 1891. Se le puede encontrar con el nombre de nutación libre, a pesar que no tiene ninguna relación con la nutación astronómica . En la tierra, los polos se desvían aproximadamente entre 3 y 15 metros (9 metros en promedio) del eje de rotación terrestre, en un patrón circular que se repite cada 433 días.  La causa obedece a un cuerpo en rotación que no es una esfera perfecta, y según los cálculos de Richard Gross, del Jet Propulsion Laboratory de California, es causada por las variaciones en la distribución de la masa, salinidad y temperatura  de los océanos y de la masa de la atmósfera a causa de variaciones locales de la presión atmosférica. Haciendo que el eje principal de inercia terrestre cambie ligeramente, introduciendo una fuerza al eje de rotación desplazandolo para tratar de coincidir con el nuevo eje principal de inercia.

Marte posee el mismo fenómeno además de la tierra (Geophysical Research Letters ) anque se desconoce  exactamente la causa. Alli tras casi dos décadas de recolección de datos  mediante sondas, se determinó que los polos de ese planeta llegan a desviarse hasta diez centímetros de su eje de rotación, en un ciclo que se repite aproximadamente cada 207 días.

 

https://www.astromia.com/tierraluna/precesionutacion.html

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020GL090568

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