Un estiu extraterrestre

Si en el futur li criden per a anar a una hipotètica missió a Mart, no ha d'oblidar ficar en la maleta unes bermudas. Podrà gaudir de l'estiu, encara que no exactament igual que en la Terra.

La duració de les estacions en el planeta roig és diferent, ja que un any marcià equival a uns 687 dies terrestres, i la seua òrbita és més excèntrica. Això fa que les condicions siguen notablement més extremes que en la Terra. Segons dades de la NASA, les temperatures en este planeta poden oscil·lar entre els -153 ⁰C i els +20 ⁰C. Tampoc oblide portar un bon abric!

Per què hi ha estacions?

Molta gent pensa erròniament que les estacions de l'any es deuen a la nostra proximitat o llunyania al Sol. No obstant això, en l'hemisferi nord, durant l'afelio (moment en el qual la Terra està més lluny del Sol) és estiu! En canvi, durant el periheli (quan estem més pròxims) és hivern. En l'hemisferi sud ocorre just el contrari. Com és possible?

Hem de recordar que el nostre planeta no sols descriu un moviment de translació al voltant del Sol, sinó que també trencada sobre un eix imaginari que travessa els pols geogràfics del planeta. L'origen de les estacions es deu al fet que eixe eix de rotació està inclinat respecte del pla que conté l'òrbita terrestre, anomenat “pla orbital” o de la “eclíptica”.

A l'angle format per l'eix de rotació respecte al pla orbital se'n diu “angle d'obliqüitat”, i és actualment de 23 graus, 26 minuts i 9,75 segons sexagesimals. Si no fora així, els rajos solars incidirien sobre la superfície terrestre sempre de la mateixa forma, i llavors, no hi hauria estacions. Depenent de la nostra latitud estaríem sempre a l'estiu, hivern, primavera o tardor.

Un dels primers astrònoms que va documentar este fenomen va ser Abd Al-Rahman Al Sufi, entorn de l'any 964. Al Sufi va observar que les estreles de la volta celeste semblaven moure's en el firmament sempre respecte a una estrela que romania fixa: l'Estrela Polar (Polaris), en la constel·lació de l'Ossa Menor (Ursa Minor). Va constatar que l'eix de rotació de la Terra està orientat, en l'actualitat, aproximadament cap a esta estrela (que en realitat és un sistema estel·lar triple). Així, la resta d'objectes celestes semblen moure's respecte a ella quan els observem des de la Terra.

Les estacions en altres planetes

Els planetes del sistema solar, igual que la Terra, tenen eixos de rotació inclinats respecte dels seus plans orbitals. No obstant això, els seus angles d'obliqüitat poden ser diferents.

Mentres que Mart presenta una inclinació similar a la terrestre (25 graus, 12 minuts), Saturn o Neptú estan més inclinats (26 graus, 42 minuts i 28 graus, 18 minuts, respectivament). Per part seua, Mercuri (2 minuts) o Júpiter (3 graus, 6 minuts) giren pràcticament perpendiculars a les seues òrbites.

Això vol dir que, mentres a Mercuri o Júpiter a penes hi ha canvis estacionals, a Saturn i Neptú les variacions entre estiu i hivern són més extremes.

En el cas de Venus, el seu eix de rotació està a quasi 180 graus (exactament, a 177 graus, 24 minuts). Això significa que trencada en sentit contrari a com ho fa la Terra i la majoria dels planetes. A Venus el Sol ix per l'oest i es posa per l'est!

Un cas interessant és el d'Urà, l'eix de rotació del qual és quasi paral·lel a la seua òrbita (està inclinat 97 graus, 48 minuts). Per tant, trencada pràcticament en el mateix sentit que es trasllada. Així, este planeta sembla que “roda” mentres orbita al voltant del Sol.

A Urà, les estacions són extremadament peculiars i extremes. Cada estació en este planeta dura uns 21 anys terrestres, i no hi ha transicions suaus. Durant l'estiu, el pol d'un hemisferi està constantment il·luminat, mentres que l'altre està en foscor perpètua, i viceversa a l'hivern.

Per què l'eix de rotació està inclinat?

L'origen de la inclinació de l'eix de rotació dels planetes no és clar. La teoria més estesa apunta al fet que es va deure a la interacció mútua dels protoplanetas després de la formació del sistema solar. Eixos cossos van xocar i van interaccionar entre si de manera caòtica, com en una partida de billar, la qual cosa va afectar les seues òrbites i rotacions. Alguns es van destruir per les col·lisions i van desaparéixer. Uns altres van ser desplaçats fora de la influència del Sol. Finalment, els protoplanetas supervivents van donar lloc al sistema solar tal com ho coneixem actualment.

A més, la posició de l'eix de rotació pot variar amb el temps, amb un efecte significatiu sobre el clima i les condicions d'habitabilitat del planeta en qüestió. En la Terra, a causa de les forces exercides per la Lluna i el Sol, es produïx la “precessió dels equinoccis”: la rotació de l'eix de la Terra respecte d'un eix imaginari perpendicular al pla de l'eclíptica, com si descriguera un con.

Este con imaginari no és perfecte, sinó irregular, a causa del moviment de “nutació”. La nutació es deu, sobretot, a les forces d'atracció gravitatòries entre la Lluna i la Terra. A més, l'eix de rotació patix altres moviments, com l'anomenat “Tentinege de Chandler”.

De forma simplificada, podríem imaginar esta combinació de moviments com una baldufa quan la fem ballar, i el seu eix s'inclina (obliqüitat), trencada (precessió) i oscil·la (nutació) abans de caure. No obstant això, a penes ho apreciem, perquè un cicle complet de precessió dura quasi 25 800 anys, i un cicle de nutació 18,6 anys.

D'altra banda, la inclinació de l'eix pot ser afectada per altres factors, com a moviments tel·lúrics, onatges, sismes submarins, canvis de la distribució de la massa atmosfèrica, concentració salina en la mar, etc.

Així que, si algun dia decidix mudar-se a un altre planeta, recorde que hi ha llocs on l'estiu pot durar dècades… o simplement no existir. De moment, li desitge un magnífic estiu ací, en la Terra!

Miguel de Simón Martín, Professor Titular en l'Àrea d'Enginyeria Elèctrica, Universitat de Lleó

Este article va ser publicat originalment en The Conversation. Llija el original.