O núcleo interno da Terra está a alterar a duração do seu dia em milissegundos

Um dia na Terra não tem uma duração fixa de 86 400 segundos. Ao longo de décadas, alonga-se e encurta-se alguns milésimos de segundo, e um novo estudo atribui a maior parte dessa variação a um cabo-de-guerra gravitacional que decorre a mais de 5 000 quilómetros sob os nossos pés.

Os geofísicos Huifeng Zhang e Mathieu Dumberry, da Universidade de Alberta, relatam na Nature que o núcleo interno sólido da Terra, uma esfera de ferro ligeiramente irregular, exerce atracção sobre regiões densas do manto à medida que a sua orientação se altera. Essa força acelera ou desacelera o manto rochoso e a crosta onde vivemos e, com eles, a duração do dia. Duas outras forças na fronteira entre o núcleo e o manto actuam em sentido contrário.

O resultado responde a uma questão que os geofísicos vêm debatendo há décadas. Sabiam que o núcleo trocava momento de rotação com o manto nestas escalas temporais, mas não qual a ligação física através da qual essa troca ocorria. Traz também uma surpresa sobre o centro do planeta: o núcleo interno parece escoar-se, muito lentamente, em vez de ali permanecer como um bloco rígido.

Porque uma esfera de ferro oscilante pode alterar o relógio

A rotação total da Terra, o seu momento angular, mantém-se quase constante. Quando o núcleo externo líquido acelera, o manto tem de abrandar para compensar, e vice-versa. São essas minúsculas oscilações na rotação do manto que fazem a duração do dia variar em ciclos de várias décadas.

A questão em aberto era o acoplamento, e havia três candidatos. O acoplamento electromagnético funciona através do campo magnético e depende da capacidade da camada mais baixa do manto para conduzir electricidade. O acoplamento topográfico resulta da pressão exercida contra saliências na fronteira entre o núcleo e o manto. O acoplamento gravitacional resulta da massa: o núcleo interno não é uma esfera perfeita, e o manto contém acumulações irregulares de rocha densa.

Quando os fluxos no núcleo externo líquido deslocam o núcleo interno, fazendo-o rodar ligeiramente em relação ao manto, as suas saliências deixam de estar alinhadas com essas regiões densas. A gravidade puxa-as de volta para o alinhamento e essa força restauradora, um binário gravitacional, transfere rotação para o manto. Segundo o estudo, o núcleo interno oscila para trás e para diante cerca de 2,35 graus em relação ao manto, num ciclo de 60 a 70 anos.

«O binário gravitacional actua na direcção necessária para explicar as alterações observadas na rotação da Terra, ao passo que os binários electromagnético e topográfico geralmente se opõem a ele», escreveram os dois investigadores num resumo do trabalho para a comunidade de investigação da Springer Nature.

Como o fizeram

Nenhum instrumento consegue chegar ao núcleo, pelo que a equipa combinou três registos indirectos. O primeiro é a própria duração do dia, acompanhada com relógios atómicos e observações astronómicas. O segundo é um conjunto de modelos de como flui o núcleo externo líquido, reconstruídos a partir de medições por satélite do campo magnético da Terra. O terceiro são indícios sísmicos sobre a estrutura das profundezas da Terra.

Introduziram estes dados numa técnica estatística chamada Monte Carlo por cadeias de Markov, que testa um enorme número de valores possíveis para as quantidades desconhecidas e conserva as combinações que se ajustam às observações. Entre as incógnitas estava a intensidade de cada um dos três acoplamentos. O modelo reproduziu da melhor forma cerca de seis décadas de dados sobre a duração do dia quando o binário gravitacional desempenhava a maior parte do papel e os outros dois actuavam como travões.

Testar os três mecanismos em conjunto é importante porque funcionam ao mesmo tempo e anulam-se parcialmente uns aos outros. Um modelo que analise apenas um acoplamento pode atribuir-lhe um efeito que, na Terra real, está a ser compensado por outro.

«Estas diferentes peças de informação podem conjugar-se para fornecer uma imagem mais coerente do interior profundo da Terra, uma região extremamente difícil de observar directamente», afirmou Zhang.

Alguns milissegundos, medidos em relação a quê

O efeito é minúsculo quando comparado com o próprio dia. Alguns milissegundos em 86 400 segundos representam uma alteração de algumas partes em 100 milhões, muito mais curta do que um piscar de olhos. Ninguém a sente, mas os relógios atómicos e os sistemas que acompanham a orientação da Terra para a navegação por satélite sentem-na.

Outras forças também alteram a duração do dia. Os ventos e as correntes oceânicas modificam-na ao longo de dias e estações, enquanto as marés da Lua travam lentamente a rotação da Terra ao longo de milhões de anos. As oscilações à escala de décadas situavam-se entre estes dois fenómenos, com o núcleo há muito suspeito de ser a origem, mas com o mecanismo por resolver.

O estudo também quantifica quão deformável é o centro do planeta. Os modelos com melhor ajuste implicam que o núcleo interno relaxa a sua forma ao longo de aproximadamente uma década, dentro de um intervalo possível de 2 a 31 anos. Sob uma pressão esmagadora, continua a ser ferro sólido, mas ao longo dos anos cede como uma massa de vidraceiro extremamente rígida. Os investigadores referem que esta viscosidade é compatível com experiências laboratoriais recentes em ligas de ferro.

A intensidade da atracção gravitacional diz também algo sobre o manto. Sustenta a ideia de que as duas acumulações de rocha do tamanho de continentes sob África e o Pacífico, onde as ondas sísmicas se propagam de forma invulgarmente lenta, são quentes e também quimicamente mais densas do que a rocha à sua volta.

O que não resolve

A reconstrução depende de registos incompletos. A cobertura sísmica das profundezas da Terra é irregular, e os modelos dos fluxos do núcleo derivados de dados magnéticos só detectam as maiores estruturas no núcleo externo. A forma inferida do núcleo interno e a densidade das acumulações do manto resultam do ajustamento, e não de uma medição directa, e o intervalo de 2 a 31 anos para a deformabilidade do núcleo interno é amplo.

O modelo também deixa uma parte do sinal por explicar. Variações mais rápidas, em escalas temporais de 10 a 30 anos, envolvem provavelmente processos adicionais, e uma oscilação distinta de seis anos na duração do dia continua a ser um problema em aberto que Zhang está agora a investigar.

Há ainda a própria rotação do núcleo interno, um dos temas mais debatidos da sismologia. Estudos de uma equipa da Universidade de Pequim, em 2023, e de uma equipa da Universidade do Sul da Califórnia, em 2024, concluíram que o movimento do núcleo interno em relação ao manto estagnou e começou a inverter-se por volta de 2009 a 2010. O novo modelo, com uma mudança de direcção por volta de 2010, enquadra-se nessa interpretação, mas outros sismólogos argumentaram que são alterações à superfície do núcleo interno, e não a sua rotação, que explicam os mesmos sinais sísmicos. Os autores também indicam como não resolvida a questão de saber se será de todo possível prever futuras mudanças na rotação do núcleo interno.

Perguntas frequentes sobre a duração do dia na Terra

Porque é que um dia não dura exactamente 24 horas?

O dia de 24 horas é uma convenção, e a rotação real da Terra varia. Os ventos e as correntes oceânicas alteram-na ao longo de dias e estações, as marés da Lua alongam-na ao longo de milhões de anos, e as trocas de rotação entre o núcleo e o manto modificam-na em alguns milissegundos ao longo de décadas.

O núcleo interno da Terra está a inverter a sua rotação?

Não. Estudos sísmicos sugerem que o núcleo interno roda ligeiramente mais depressa ou mais devagar do que o manto, pelo que, em relação à superfície, deriva num sentido e depois no outro. O novo estudo modela isto como uma oscilação de cerca de 2,35 graus num ciclo de 60 a 70 anos, com uma mudança de direcção por volta de 2010.

O núcleo interno fará com que os dias sejam visivelmente mais longos ou mais curtos?

Não. As alterações acumulam apenas alguns milissegundos ao longo de décadas, muito abaixo de qualquer coisa que uma pessoa possa notar. São relevantes para a medição precisa do tempo, a navegação por satélite e a geofísica, áreas em que a rotação da Terra é acompanhada até a fracções de milissegundo.

Como sabem os cientistas o que acontece no interior do núcleo da Terra?

Nenhuma sonda consegue chegar lá. Os investigadores combinam ondas sísmicas de sismos que atravessam o núcleo, medições por satélite do campo magnético gerado no núcleo externo líquido e registos precisos da rotação da Terra. Este estudo utilizou os três.

A Nature publicou o estudo em 23 de Setembro de 2026. Entre o início da década de 1970 e 2021, concluiu a equipa, os processos no núcleo alteraram a duração do dia em alguns milissegundos. O próximo teste é o ciclo de seis anos: um grupo independente referiu num preprint de Junho de 2026, ainda não revisto por pares, um sinal correspondente de seis anos em dados de gravidade obtidos por satélite, que associa ao mesmo acoplamento entre o núcleo interno e o manto. Se ambos os registos revelarem a mesma oscilação, a atracção de uma esfera metálica no centro do planeta poderá ser lida tanto a partir da órbita como pelo relógio.

Referência: Zhang e Dumberry, “Gravitational torque drives multidecadal variations in length of day,” Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-10999-2

Etiquetas: duração do dia, earth science, geophysics, Mathieu Dumberry, núcleo interno, rotação da Terra