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Inclinación de la Tierra sobre su eje: características, grado de inclinación y cambios

Publicado el 4 abril, 2023

¿Qué es el Eje del Mundo?

Un eje es una línea imaginaria por la cual un objeto gira o rota. Pasa por el centro o la masa del objeto, el punto que representa la masa promedio del objeto donde parece estar equilibrado.

El eje de rotación de la Tierra está definido por una línea discontinua imaginaria desde el Polo Norte hasta el Polo Sur. Aunque el centro de masa de la Tierra varía debido al cambio de las mareas oceánicas, no es suficiente para cambiar significativamente la ubicación del eje. La Tierra tiene un período de rotación de 24 horas o un día. El período de rotación se refiere al tiempo que tarda un planeta o cualquier objeto celeste en completar una rotación sobre su eje.

Eje Planetario

Todos los planetas del sistema solar giran sobre su eje, pero tienen inclinaciones axiales variables. Las inclinaciones axiales y el período de rotación de cada planeta en el sistema solar se dan a continuación:

  • La inclinación axial de Mercurio es de solo 2 grados en relación con su plano de órbita. Como tiene un eje casi vertical, no experimenta variaciones estacionales y su ecuador recibe la máxima energía solar. Gira muy lentamente debido a su cercanía al Sol y tarda unos 59 días terrestres en completar una rotación.
  • Venus tiene una inclinación axial de 3 grados y tampoco tiene estaciones notables. Tiene el período de rotación más prolongado entre todos los planetas, que dura 243 días terrestres. Curiosamente, Venus también gira hacia atrás.
  • Marte tiene distintas estaciones similares a la Tierra debido a su inclinación axial de 25 grados. Sin embargo, sus estaciones duran más que la Tierra ya que está más lejos del Sol. También tarda 24,6 horas en completar su rotación, que está muy cerca de la de la Tierra.
  • Júpiter gira casi en posición vertical debido a su inclinación axial de 3 grados. Tiene un periodo de rotación de 10 horas.
  • La inclinación axial de Saturno es de 26,73 grados, lo que indica que también experimenta diferentes estaciones. Completa su rotación cada 10,7 horas.
  • Urano tiene la inclinación axial más significativa del sistema solar a 97,77 grados, colocando su polo norte casi en su ecuador. Su considerable inclinación significa que Urano experimenta estaciones extremas. Completa su rotación cada 17 horas y gira hacia atrás, similar a Venus.
La inclinación axial de 98 grados de Urano

La imagen muestra la gran inclinación axial de Urano de color azul verdoso.
  • Neptuno tiene una inclinación axial de 28 grados, pero su distancia al Sol sugiere que cada estación dura unos 40 años terrestres. Una rotación completa en Neptuno toma 16 horas.

Inclinación de la Tierra sobre su eje

La inclinación axial, también conocida como oblicuidad, es el ángulo entre el eje de rotación del planeta y su plano orbital. El plano orbital o de la eclíptica es un disco delgado imaginario que rodea al Sol y se extiende hasta el borde del sistema solar. ¿Qué grado de inclinación tiene la Tierra con respecto a su eje? La inclinación axial de la Tierra es de 23,4 grados con respecto a su plano orbital alrededor del Sol. Esta inclinación afecta directamente la cantidad de radiación solar recibida por regiones específicas de la Tierra, lo que resulta en diferentes estaciones.

La inclinación axial de la Tierra en relación con un plano de la eclíptica.

El diagrama muestra la inclinación axial de 23,4 grados de la Tierra

La Hipótesis del Impacto Gigante es una de las explicaciones más aceptadas sobre la inclinación del eje de la Tierra. Durante la historia muy temprana de la Tierra (proto-Tierra), un planeta de aproximadamente el tamaño de Marte llamado Theia chocó con ella. Casi todos los dos cuerpos se fundieron y reformaron, eventualmente formando la Tierra y la Luna. En consecuencia, la gran colisión produjo una ligera inclinación en el eje de la Tierra.

La oblicuidad de la Tierra varía entre 22,1 y 24,5 grados en un ciclo de 41 000 años. La mayor inclinación trae estaciones más extremas y favorece el derretimiento y el retroceso de los glaciares y las capas de hielo. Sin embargo, estos cambios no son uniformes ya que aquellos en las latitudes más altas experimentan cambios más significativos en la radiación solar total recibida que aquellos cerca del ecuador. La inclinación axial actual de 23,4 grados disminuirá gradualmente hasta alcanzar la inclinación mínima de 22,1 grados dentro de 9800 años. A medida que el ángulo disminuye, las estaciones se vuelven más suaves, lo que permite que la nieve y el hielo en latitudes altas acumulen gradualmente grandes capas de hielo. En consecuencia, un aumento en la capa de hielo también significa que se refleja más energía solar en el espacio, lo que resulta en un mayor enfriamiento.

Aparte de la oblicuidad cambiante, el eje de la Tierra también sufre precesión axial o tambaleo cada 26 000 años. Las fuerzas gravitacionales del Sol y la Luna generan protuberancias de marea en el ecuador, lo que hace que el eje se tambalee como un trompo. La precesión axial da como resultado contrastes extremos en las estaciones en un hemisferio y menos extremos en el otro hemisferio. Actualmente, el hemisferio sur experimenta veranos más calurosos, mientras que el hemisferio norte experimenta variaciones estacionales moderadas. Debido a la precesión axial, este contraste estacional eventualmente cambiará dentro de 13 000 años, donde el hemisferio sur experimentará variaciones estacionales moderadas mientras que el hemisferio norte experimentará veranos más cálidos.

Las estaciones

La inclinación de 23,4 grados permite que la Tierra experimente estaciones relativamente suaves y evita las temperaturas extremas experimentadas por un solo lado del planeta. A medida que el planeta gira alrededor del Sol, el eje de la Tierra se inclina hacia afuera o hacia el Sol, lo que hace que los hemisferios norte y sur reciban cantidades variables de radiación solar.

Alrededor del 21 de junio, el eje de la Tierra apunta más hacia el Sol, lo que significa que el hemisferio norte recibe la mayor parte de la radiación solar durante la mayor parte del día. Esto corresponde al solsticio de verano. Durante el solsticio de invierno (alrededor del 21 de diciembre), la Tierra se aleja del Sol y el hemisferio norte recibe menos horas de luz solar. Estas estaciones de invierno y verano se invierten en el hemisferio sur. Ambos hemisferios reciben la misma cantidad de radiación solar el 21 de marzo y nuevamente el 21 de septiembre, correspondientes a los equinoccios de primavera y otoño.

Inclinación axial y su relación con las estaciones

El diagrama muestra el efecto de la inclinación axial en las variaciones estacionales

Uno puede determinar la dirección de rotación usando la regla de la mano derecha. Apunte el pulgar derecho en la dirección del polo norte del objeto, y la dirección en la que los dedos se curvan representa la dirección de rotación o revolución del objeto.

La historia

Los registros muestran que las primeras mediciones precisas del eje inclinado de la Tierra se realizaron en China e India. Los registros posteriores fueron realizados por geógrafos griegos 750 años después. Un discípulo de Aristóteles llamado Eudemo de Rodas encontró que la oblicuidad era de 24 grados, basándose en los restos de su historia escrita de la astronomía. En el 330 a. C., Pytheas de Marsella usó un gnomon (parte de un reloj de sol) para determinar la altitud del Sol durante el solsticio de verano. Luego registró la proporción entre su altura y la longitud de la sombra que producía. Sus medidas revelaron un cambio de 17’23” en la oblicuidad en 2230 años.

Otros astrónomos han tratado de medir la oblicuidad y cómo cambia con el tiempo, pero durante la época de Tycho Brahe y Johannes Kepler se realizaron observaciones modernas y mediciones más precisas. A fines del siglo XVI, Tycho Brahe observó y registró cuidadosamente las trayectorias de los planetas a medida que se movían alrededor del Sol. En 1601, Johannes Kepler utilizó los datos recopilados por Brahe para desarrollar un conjunto de leyes que rigen el movimiento de los planetas. La inclinación de la Tierra sobre su eje se puede deducir tanto de las observaciones de Brahe como de las leyes planetarias de Kepler.

Resumen de la lección

Un eje es una línea imaginaria donde gira un cuerpo. También pasa por el centro de masa del objeto. El eje de rotación de la Tierra está representado por una línea discontinua imaginaria que va del Polo Norte al Polo Sur. Tiene una inclinación axial u oblicuidad de 23,4 grados en relación con su plano orbital alrededor del Sol. El eje de la Tierra siempre apunta en la misma dirección. Aún así, mientras gira alrededor del Sol, la inclinación axial asegura que cada hemisferio reciba diferentes cantidades de radiación solar a lo largo del año, lo que eventualmente produce variaciones estacionales.

La oblicuidad de la Tierra varía entre 22,1 y 24,5 grados en un ciclo de 41 000 años. Los ángulos más grandes producen estaciones más extremas, mientras que las inclinaciones más pequeñas generan estaciones más suaves y favorecen el crecimiento gradual de las capas de hielo en las latitudes altas. Aparte del cambio en la inclinación axial, el eje de rotación de la Tierra también sufre precesión axial o tambaleo cada aproximadamente 26 000 años. Esto se debe a la influencia gravitatoria del Sol y la Luna, que genera un abultamiento de marea en el ecuador. La precesión axial produce contrastes estacionales más extremos en un hemisferio y variaciones estacionales más leves en el otro.

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