Perché la durata del giorno cambia? Il nucleo terrestre la modifica

La durata di un giorno terrestre non è perfettamente costante: su scale di decenni può cambiare di alcuni millisecondi. Un nuovo studio pubblicato su Nature indica che le oscillazioni più lente, con periodi di circa 60-70 anni, sono guidate soprattutto dalla coppia gravitazionale tra il nucleo interno e il mantello, mentre altri accoppiamenti sembrano agire principalmente come freno.

Il risultato non significa che il giorno stia improvvisamente diventando molto più lungo o più corto. Le variazioni sono minuscole, ma misurabili, e sono utili perché permettono di ricostruire cosa succede nelle regioni più profonde della Terra, dove non possiamo osservare direttamente.

Quanto cambia davvero la durata del giorno

La rotazione terrestre varia per molti motivi. Su intervalli brevi contano atmosfera e oceani, mentre su tempi geologici la frizione delle maree lunari tende lentamente ad allungare il giorno. Lo studio di Huifeng Zhang e Mathieu Dumberry si concentra invece sulle variazioni decennali e multidecennali.

Dopo aver rimosso i contributi stagionali, atmosferici, oceanici e i trend di lungo periodo, gli autori analizzano oscillazioni di alcuni millisecondi osservate tra il 1964 e il 2019. Queste variazioni sono già note per essere collegate allo scambio di momento angolare tra mantello e nucleo, ma il meccanismo preciso che trasferisce la coppia era ancora discusso.

Che ruolo ha il nucleo interno

Il nucleo interno solido può ruotare in modo leggermente diverso rispetto al mantello. Se il suo asse equatoriale non è perfettamente allineato con le anomalie di massa del mantello, tra le due regioni nasce una coppia gravitazionale.

Usando ricostruzioni sismiche della rotazione differenziale del nucleo interno e modelli dei flussi nel nucleo esterno ricavati dalle variazioni del campo magnetico terrestre, i ricercatori hanno confrontato tre possibili contributi: gravitazionale, elettromagnetico e topografico.

Nel periodo studiato, il modello gravitazionale riproduce meglio sia la fase sia l’ampiezza delle oscillazioni multidecennali della durata del giorno. Gli accoppiamenti elettromagnetico e topografico restano importanti, ma nel modello risultano soprattutto opposti al cambiamento principale.

Perché pochi millisecondi sono scientificamente importanti

Una variazione di pochi millisecondi è irrilevante nella vita quotidiana, ma contiene informazioni sulla dinamica interna del pianeta. Per ottenere la coppia richiesta dal modello, lo studio ricava vincoli sulla viscosità del nucleo interno, sulla struttura alla base del mantello e sulla possibile presenza di uno strato sottile ricco di ferro e molto conduttivo vicino al confine nucleo-mantello.

Questo collega una quantità che possiamo misurare con grande precisione, la rotazione terrestre, a proprietà fisiche che si trovano a migliaia di chilometri sotto i nostri piedi.

Il nucleo della Terra sta quindi controllando il tempo?

In senso stretto controlla una piccola parte della velocità di rotazione del pianeta, non il tempo fisico. La durata del giorno è il risultato della rotazione terrestre, che viene modificata da più scambi di momento angolare. Il nuovo studio sostiene che, per la componente multidecennale, la coppia gravitazionale legata al nucleo interno sia il motore dominante.

Il risultato completa un cluster già seguito su iCrewPlay Tech. Abbiamo spiegato perché la rotazione del nucleo interno può cambiare nel tempo e cosa implica l’ipotesi che il nucleo interno presenti un comportamento più complesso di un solido rigido.

Quali sono i limiti del modello

• la ricostruzione dipende dall’accuratezza dei modelli sismici della rotazione del nucleo interno;
• i flussi del nucleo esterno sono inferiti dalle variazioni del campo geomagnetico e hanno una risoluzione limitata;
• i parametri migliori possono cambiare fino a circa il 30% usando modelli diversi dei flussi del nucleo;
• lo studio descrive soprattutto le variazioni multidecennali, non tutte le oscillazioni più rapide della durata del giorno.

La fonte primaria è lo studio Gravitational torque drives multidecadal variations in length of day, pubblicato su Nature il 23 settembre 2026.

In sintesi: il giorno terrestre cambia di pochi millisecondi su scale di decenni e il nuovo modello indica che la coppia gravitazionale tra nucleo interno e mantello è il principale motore delle oscillazioni più lente osservate.