La oscilación de Chandler o variación de latitud de Chandler es una pequeña desviación en el eje de rotación de la Tierra en relación con la Tierra sólida , [1] que fue descubierta por el astrónomo estadounidense Seth Carlo Chandler en 1891 y que lleva su nombre. Equivale a un cambio de aproximadamente 9 metros (30 pies) en el punto en el que el eje cruza la superficie terrestre y tiene un período de 433 días. [2] [3] Esta oscilación, que es una nutación astronómica , se combina con otra oscilación con un período de seis años, de modo que el movimiento polar total varía con un período de aproximadamente 7 años.
La oscilación de Chandler es un ejemplo del tipo de movimiento que puede ocurrir en un objeto que gira libremente y que no es una esfera; esto se llama nutación libre . De manera un tanto confusa, la dirección del eje de rotación de la Tierra en relación con las estrellas también varía con los diferentes períodos, y estos movimientos (causados por las fuerzas de marea de la Luna y el Sol) también se denominan nutaciones, excepto los más lentos, que son precesiones del equinoccios .
La existencia de la nutación libre de la Tierra fue predicha por Isaac Newton en los Corolarios 20 a 22 de la Proposición 66, Libro 1 de los Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , y por Leonhard Euler en 1765 como parte de sus estudios de la dinámica de los cuerpos en rotación. [4] Basándose en la elipticidad conocida de la Tierra, Euler predijo que tendría un período de 305 días. Varios astrónomos buscaron movimientos con este período, pero no encontraron ninguno. La contribución de Chandler fue buscar mociones en cualquier período posible; Una vez que se observó la oscilación de Chandler, Simon Newcomb explicó que la diferencia entre su período y el predicho por Euler era causada por la falta de rigidez de la Tierra. La explicación completa del período también implica la naturaleza fluida del núcleo de la Tierra y de los océanos; de hecho, la oscilación produce una marea oceánica muy pequeña con una amplitud de aproximadamente 6 mm ( 1 ⁄ 4 pulgadas), llamada marea polar , que Es la única marea no causada por un cuerpo extraterrestre. A pesar de la pequeña amplitud, el gravímetro superconductor detecta fácilmente el efecto gravitacional de la marea polar . [5]
Los Observatorios Internacionales de Latitud se establecieron en 1899 para medir la oscilación observada en las determinaciones de latitud . Estos proporcionaron datos sobre Chandler y la oscilación anual durante la mayor parte del siglo XX, aunque finalmente fueron reemplazados por otros métodos de medición. El Servicio Internacional de Rotación de la Tierra (IERS) realiza actualmente el seguimiento del movimiento polar .
La amplitud de la oscilación ha variado desde su descubrimiento, alcanzando su mayor tamaño en 1910 y fluctuando notablemente de una década a otra. En 2009, el análisis de Malkin & Miller de los datos de series temporales de coordenadas polares del IERS desde enero de 1946 hasta enero de 2009 mostró tres inversiones de fase de la oscilación, en 1850, 1920 y 2005. [2]
Dado que la Tierra no es un cuerpo rígido, la oscilación de Chandler debería desaparecer en un tiempo constante de unos 68 años, [6] un período muy corto en comparación con las escalas de tiempo geológicas. Los procesos que continuamente reexcitan la oscilación son de interés para los geofísicos. Si bien debe deberse a cambios en la distribución de masa o el momento angular del núcleo externo , la atmósfera , los océanos o la corteza de la Tierra (debido a terremotos ), durante mucho tiempo la fuente real no estuvo clara, ya que ningún movimiento disponible parecía ser coherente con qué estaba impulsando el bamboleo.
Richard Gross realizó una investigación en 2001 en el Jet Propulsion Laboratory gestionado por el Instituto de Tecnología de California . Utilizó modelos de momento angular de la atmósfera y los océanos en simulaciones por computadora para demostrar que de 1985 a 1996, la oscilación de Chandler fue excitada por una combinación de procesos atmosféricos y oceánicos, siendo el mecanismo de excitación dominante las fluctuaciones de presión en el fondo del océano. Gross descubrió que dos tercios del "bamboleo" eran causados por la presión fluctuante sobre el fondo marino , que, a su vez, es causada por cambios en la circulación de los océanos causados por variaciones en la temperatura , la salinidad y el viento . El tercio restante se debe a las fluctuaciones de la presión atmosférica . [6]
Utilizando observaciones de seguimiento por radio de Mars Odyssey , Mars Reconnaissance Orbiter y la nave espacial Mars Global Surveyor , se ha detectado la oscilación Chandler de Marte . Es la primera vez que se detecta en un cuerpo planetario distinto de la Tierra. La amplitud es de 10 cm, el período es de 206,9 ± 0,5 días y tiene una dirección casi circular en sentido contrario a las agujas del reloj, visto desde el Polo Norte. [7]