O centro de massa da Terra pode mudar de posição alguns milímetros ao longo do ano, conforme água, gelo e ar se redistribuem pela superfície. Uma técnica desenvolvida por uma equipe liderada pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL), da NASA, combina diferentes formas de rastreamento por satélite para calcular esse movimento com maior precisão.
O estudo foi publicado nesta quarta-feira (16) no Geophysical Journal International. A proposta é diminuir a incerteza nas medições do geocentro, referência usada por sistemas de navegação por satélite e por medições de elevação.
A NASA informa que estimativas internacionais feitas em 2017 e 2023 tiveram uma diferença de 0,27 polegada (7 milímetros), quase o mesmo tamanho do deslocamento medido. Com o novo método, a estimativa atual do movimento anual ficou em aproximadamente metade do que se acreditava há oito anos.
O que altera a posição do geocentro
O centro geométrico seria também o centro de massa se a Terra fosse uma esfera rígida e uniforme. Como o planeta reúne grandes volumes de água, gelo e ar em constante movimento, a distribuição de massa varia e faz o geocentro oscilar em relação ao centro geométrico.
Os pesquisadores separaram os efeitos em três grupos sazonais: oceanos, atmosfera e água continental. Nesse último conjunto estão o gelo terrestre, a neve, a água de lagos e rios, a umidade do solo e a água subterrânea.
Em março, a neve acumulada na América do Norte e na Eurásia chega ao maior volume e desloca o centro de massa cerca de 3 milímetros na direção do Polo Norte. Em abril, a água das chuvas na bacia do rio Amazonas alcança 2.400 gigatoneladas, levando o centro de massa 2,2 milímetros em direção à América do Sul. Em novembro, as monções no sudeste asiático reúnem 600 gigatoneladas de água e participam, em menor escala, da oscilação anual.
Entre agosto e outubro, o derretimento do gelo e o aumento das chuvas elevam a quantidade de água nos oceanos. O centro de massa, então, se move em direção ao Pacífico Sul. A dimensão do Pacífico faz com que alterações em sua massa tenham influência maior do que as mudanças sazonais registradas nos outros oceanos, de acordo com o estudo.
As variações do ar também entram na conta. Os pesquisadores usaram um modelo do European Centre for Medium-Range Weather Forecasts para calcular os efeitos atmosféricos sazonais. No inverno, o ar frio e mais denso desloca o centro de massa sobre a Arábia, a Ásia e o norte da África por volta de 21 de dezembro. Por volta de 21 de junho, o efeito aparece sobre a América do Sul e a África do Sul.
Como a medição é feita
Satélites orbitam naturalmente ao redor do centro de massa da Terra por causa da gravidade. Assim, mudanças muito pequenas na distância entre eles e as estações terrestres podem indicar que o ponto de referência mudou de posição.
Os satélites LAGEOS 1 e 2 são usados exclusivamente para esse tipo de medição. Eles foram lançados em 1976 e 1992, respectivamente, pesam cerca de 408 quilos e têm prismas refletores. Estações terrestres instaladas em mais de 20 países acompanham os equipamentos com laser.
A técnica criada pela equipe do JPL acrescenta ao rastreamento a laser informações de GPS e dados orbitais de vários satélites em órbita baixa da Terra. O cálculo também considera a deformação da crosta causada pelo peso da água e do gelo, além do deslocamento das próprias estações terrestres.
Donald Argus, geocientista do JPL que liderou o desenvolvimento, afirmou que os resultados indicam uma transferência menor de água e ar entre os hemisférios do que se estimava anteriormente. Felix Landerer, coautor do estudo no JPL, destacou que, embora esses movimentos sejam pequenos, sistemas de posicionamento dependem de medições extremamente precisas.
Os cálculos são compatíveis com observações da missão GRACE-FO, formada por dois satélites lançados em 2018. Eles mapeiam variações mensais no campo gravitacional da Terra ligadas principalmente ao movimento de água acima e abaixo do solo. Em formação precisa, os satélites identificam alterações mínimas na distância entre eles provocadas por mudanças na atração gravitacional.
A medição do geocentro também se relaciona a sistemas de referência empregados em mapeamento e navegação, com aplicações como logística marítima e agricultura de precisão.
