Precesión: Definición, causas y consecuencias

¿Qué es la precesión?

La precesión se define como el cambio lento en la dirección del eje de rotación de la Tierra. No debe confundirse con dos términos relacionados, excentricidad y oblicuidad. La excentricidad se refiere a cambios cíclicos en la forma de la órbita de la Tierra, de más elíptica a más circular. La oblicuidad se refiere a los cambios en la inclinación de la Tierra, que varía entre 22,1 y 24,5 grados a medida que la Tierra gira sobre su eje. Pero la precesión es más parecida al “bamboleo” de un planeta, tal como una peonza a veces se tambalea durante su rotación.

Respondiendo a la pregunta “¿Qué es la precesión?” En realidad requiere dos respuestas diferentes. La Tierra se ve afectada por dos tipos diferentes de precesión, la precesión axial y la precesión absidal. La precesión axial es causada por la influencia gravitacional del Sol y la Luna, que hace que la Tierra se abulte cerca de su ecuador, afectando así su rotación. La precesión absidal se analiza con menos frecuencia, pero se puede considerar como la oscilación de toda la elipse orbital de la Tierra, debido principalmente al tirón gravitacional proporcionado por Júpiter y, en menor medida, Saturno.

Sorprendentemente, los primeros escritos astronómicos que mencionan la precesión son del antiguo astrónomo griego Hiparco, que vivió alrededor del año 127 a.C. Hiparco señaló que la precesión de los equinoccios medía aproximadamente 1 grado por siglo, lo que está notablemente cerca del valor real. Unos siglos más tarde, el erudito chino Yu Xi hizo un descubrimiento similar alrededor del año 336 d.C. Observó que la posición del Sol durante el solsticio de invierno se había movido aproximadamente 1 grado en relación con la posición de las estrellas durante el período de cincuenta años transcurrido desde sus observaciones iniciales. El efecto finalmente llegó a ser conocido como la “precesión de los equinoccios”, debido al cambio sutil en el momento del equinoccio de primavera y otoño. Los equinoccios marcan el punto donde el plano de la órbita terrestre (ecuador eclíptico) coincide con el plano de rotación de la Tierra (ecuador celeste). No fue hasta mucho más tarde que los astrónomos pudieron explicar las razones de la precesión de los equinoccios.

Proceso de precesión

Cualquier descripción básica del movimiento de la Tierra debe incluir dos conceptos diferentes: rotación y revolución. La rotación se refiere al giro diario de la Tierra sobre su eje, que está inclinado aproximadamente 23,5 grados. Esta rotación ocurre rápidamente, aproximadamente cada 24 horas, y es la razón de nuestro ciclo diario de día y noche. La revolución, por otro lado, se refiere a la órbita de la Tierra alrededor del sol. Esta revolución lleva mucho más tiempo, aproximadamente 365,25 días. Es la razón del año de nuestro calendario y, combinada con la inclinación de la Tierra, también es la razón de nuestro ciclo anual de estaciones en gran parte del planeta.

Pero el concepto de precesión explica las variaciones en los ciclos anteriores. A medida que la Tierra gira, se tambalea sobre su eje debido a la atracción gravitacional del Sol y la Luna. Esta oscilación cambia cíclicamente, completando un ciclo cada 25.771,5 años. La revolución de la Tierra también se tambalea. Esta oscilación se debe principalmente a la atracción gravitacional de Júpiter y Saturno, quienes, por supuesto, tienen sus propias órbitas que cambian constantemente de posición. La precesión de la órbita terrestre completa un ciclo cada 112.000 años.

¿Qué causa la precesión?

En conjunto, el movimiento de la Tierra es mucho más complejo de lo que comúnmente se cree. La forma, la rotación y la revolución de la Tierra están en constante cambio, a medida que las influencias gravitacionales de otros planetas, estrellas y luna tiran del planeta en diferentes direcciones. Estos tirones gravitacionales son exactamente los que causan la precesión. La precesión axial es causada principalmente por la gravedad del Sol y la Luna. Estos son los cuerpos astronómicos más grandes y más cercanos, respectivamente, y por lo tanto tienen la mayor influencia gravitacional. Pero la precesión absidal es causada por la gravedad adicional de Júpiter y Saturno. Dependiendo de dónde se encuentren en sus propias órbitas, Júpiter y Saturno pueden tirar de la Tierra en direcciones similares u opuestas, cambiando ligeramente la dinámica de la órbita de la Tierra durante su largo viaje alrededor del sol.

Consecuencias de la precesión

Las consecuencias de la precesión se pueden vislumbrar imaginando a la Tierra como una peonza que se tambalea ligeramente a medida que viaja alrededor del sol. Si un observador estuviera parado sobre esa peonza como nosotros estamos en la Tierra, entonces los efectos se volverían obvios. En primer lugar, la posición de fondo de las estrellas se vería afectada. Incluso en una fecha constante, como el solsticio de invierno, la posición de fondo de las estrellas cambiaría, tal como observó Yu Xi hace siglos. En segundo lugar, los polos celestes se moverían, lo que significa que cualquier “estrella del norte” o “estrella del sur”, estrellas ubicadas directamente sobre los polos de la Tierra, solo ocuparían esa ubicación por un corto tiempo. El ecuador celeste también se movería ligeramente, ajustando las posiciones de otras estrellas y constelaciones.

Pero quizás el efecto más profundo de la precesión se relacione con las estaciones. Actualmente, la Tierra está más cerca del sol durante el invierno del norte y más alejada del sol durante el verano del norte. Esto hace que los cambios estacionales sean menos abruptos en el norte pero más extremos en el sur. Sin embargo, a medida que continúe el ciclo de precesión axial, esto cambiará. Dentro de unos 13.000 años, la Tierra estará más cerca del Sol durante el verano del norte y más alejada del Sol durante el invierno del norte, lo que hará que las estaciones en el hemisferio norte sean más extremas.

Los efectos serán sutiles, pero cuando se combinan con los ciclos de excentricidad y oblicuidad, los efectos pueden ser drásticos. De hecho, los científicos se refieren a estos cambios como ciclos de Milankovitch, llamados así en honor al astrónomo serbio Milutin Milankovic. Estos ciclos ayudan a explicar algunos de los cambios históricos del clima en el planeta Tierra, incluidos los períodos cálidos e incluso las edades de hielo.

Resumen de la lección

La precesión se define como el cambio lento en la dirección del eje de rotación de la Tierra. La precesión es similar al “bamboleo” de un planeta, tal como una peonza a veces se tambalea durante su rotación. El planeta Tierra se ve afectado por dos tipos diferentes de precesión, la precesión axial y la precesión absidal. La precesión axial es causada por la influencia gravitacional del Sol y la Luna, que hace que la Tierra se abulte cerca de su ecuador, afectando así su rotación. Este efecto finalmente se conoció como la “precesión de los equinoccios”, debido al cambio sutil en el momento del equinoccio de primavera y de otoño (los puntos en los que el ecuador celeste se encuentra con la eclíptica). La precesión absidal se refiere a la oscilación de toda la elipse orbital de la Tierra, principalmente debido al tirón gravitacional proporcionado por Júpiter y, en menor medida, Saturno.

Las consecuencias de la precesión incluyen el movimiento de las estrellas, observado desde la Tierra, y el desplazamiento de los polos celestes y el ecuador celeste. Pero quizás el efecto más profundo de la precesión se relacione con las estaciones. Actualmente, la Tierra está más cerca del sol durante el invierno del norte y más alejada del sol durante el verano del norte. Esto hace que los cambios estacionales sean menos abruptos en el norte pero más extremos en el sur. Sin embargo, a medida que continúe el ciclo de precesión axial, esto cambiará. En unos 13.000 años (la mitad del ciclo de 26.000 años), la Tierra estará más cerca del Sol durante el verano del norte y más alejada del Sol durante el invierno del norte, lo que hará que las estaciones en el hemisferio norte sean más extremas.