Nenhum dia tem exatamente 24 horas. O planeta que serve de relógio à humanidade desde que alguém contou o primeiro nascer do Sol é um cronômetro que adianta e atrasa, e a diferença, medida hoje com relógios atômicos, se conta em milésimos de segundo. Parece pouco, e é: um piscar de olhos dura cem vezes mais que isso. Mas um milissegundo a mais em cada dia, acumulado ao longo de um ano, deixa a Terra quase quatro décimos de segundo atrasada em relação aos relógios de césio, e é por isso que os cronometristas do mundo precisaram inserir 27 segundos extras nos calendários desde 1972.

A pergunta que atormenta os geofísicos há mais de meio século é outra: o que, dentro da Terra, empurra e freia o giro do planeta? Um estudo publicado na Nature em 23 de setembro aponta o culpado principal, e ele está a mais de cinco mil quilômetros sob nossos pés: uma esfera de ferro sólido do tamanho de Plutão que, ao girar um pouco mais ou um pouco menos que o resto do planeta, puxa o manto pela gravidade.

Os geofísicos chamam essa grandeza de length of day, a duração do dia, abreviada como LOD, e o que interessa não é o valor absoluto, mas suas variações. Elas acontecem em todas as escalas de tempo. As marés provocadas pela Lua e pelo Sol deformam a Terra a cada dia e alteram a rotação em frações de milissegundo. Os ventos da atmosfera, ao trocar momento angular com a superfície, produzem oscilações sazonais e anuais bem maiores. E o atrito das marés oceânicas, ao longo de milhões de anos, vai alongando o dia de modo quase imperceptível, cerca de dois milésimos de segundo por século, pelo mesmo mecanismo que afasta a Lua da Terra quase quatro centímetros por ano.

Entre esses extremos existe uma faixa intermediária, com períodos de 10 a 70 anos, em que a duração do dia oscila vários milissegundos para cima e para baixo. Essa é a faixa que a atmosfera não explica e que Huifeng Zhang e Mathieu Dumberry, da Universidade de Alberta, no Canadá, se propuseram a decifrar.

A descoberta de que a Terra é um relógio imperfeito tem uma história longa. No fim do século XVII, Edmond Halley percebeu, ao comparar eclipses registrados na Antiguidade com os cálculos de sua época, que a Lua parecia acelerar em sua órbita; parte desse efeito acabaria explicada, dois séculos depois, pelo alongamento gradual do dia terrestre. Nos anos 1930, relógios de quartzo precisos o bastante revelaram que a rotação também variava ao longo do ano. E a partir dos anos 1950, com o relógio atômico de césio construído por Louis Essen e Jack Parry em Teddington, na Inglaterra, ficou impossível ignorar que a Terra hesita.

Hoje o Serviço Internacional de Rotação da Terra e Sistemas de Referência, o IERS, combina interferometria de rádio com quasares distantes, medições a laser de satélites e da Lua e os sistemas de navegação por satélite para acompanhar a duração do dia com precisão de microssegundos. As séries temporais usadas pelo novo estudo, batizadas de C02 e C04, vêm justamente desse serviço e cobrem, juntas, o período de 1949 a 2022.

Isolar o sinal que vem do interior exige uma limpeza cuidadosa. Da curva bruta da duração do dia, os pesquisadores subtraíram as contribuições da atmosfera e dos oceanos, calculadas a partir do momento angular que ventos e correntes carregam; removeram a tendência secular do atrito das marés e do ajuste isostático glacial, o lento reerguimento das regiões que estiveram sob geleiras na última era glacial; e descontaram os efeitos baristáticos, as redistribuições de água entre gelo, oceanos e continentes que mudam a distribuição de massa do planeta. O que sobra é uma curva que oscila vários milissegundos entre 1964 e 2019 e que só pode ter uma origem: o núcleo.

Sobre essa curva eles ainda aplicaram um filtro passa-baixa do tipo Butterworth, de terceira ordem e com corte em 30 anos, para separar a componente multidecadal, de 60 a 70 anos, das oscilações mais rápidas, de uma a três décadas. A curva filtrada sobe até um máximo por volta de 1972, quando os dias eram cerca de 1,3 milissegundo mais longos que a média do período, e desce de forma quase contínua até 2019, quando estavam perto de 1,7 milissegundo mais curtos.

Para entender por que o núcleo entra nessa história, é preciso descer até ele. Abaixo da crosta e do manto rochoso, a cerca de 2.890 quilômetros de profundidade, começa o núcleo externo, uma camada de ferro e níquel fundidos com 2.260 quilômetros de espessura, temperaturas entre 4 mil e 5 mil kelvins e uma fluidez comparável à da água, ainda que sob pressões de milhões de atmosferas. É ali que a convecção do metal líquido, organizada pela rotação do planeta, gera o campo magnético terrestre, o geodínamo.

No centro, descoberta em 1936 pela sismóloga dinamarquesa Inge Lehmann, está a esfera sólida do núcleo interno, com 1.221 quilômetros de raio, que cresce devagar à medida que o ferro do núcleo externo cristaliza sobre sua superfície. A fronteira entre o núcleo externo e o manto, chamada de core–mantle boundary pelos geofísicos, o limite núcleo-manto, fica a 3.485 quilômetros do centro. E é entre essas três peças, manto, núcleo externo e núcleo interno, que o momento angular do planeta circula.

O princípio por trás de tudo é o mesmo que faz uma patinadora acelerar o giro ao encolher os braços: o momento angular total da Terra se conserva. Se o núcleo passa a girar um pouco mais rápido em relação ao manto, o manto, onde vivemos e onde medimos o dia, precisa girar um pouco mais devagar, e o dia se alonga. Desde o fim dos anos 1980 se sabe que essa contabilidade fecha.

Os movimentos do metal líquido logo abaixo do limite núcleo-manto podem ser reconstruídos a partir da variação secular do campo magnético, as mudanças lentas do campo registradas por observatórios em terra desde o século XIX e por satélites como os três Swarm, da Agência Espacial Europeia, desde 2013. Ao somar o momento angular carregado por esses escoamentos, os geofísicos obtêm uma previsão da duração do dia que acompanha bem a curva observada. O núcleo, portanto, é o responsável. O que ninguém sabia dizer era como ele transmite o empurrão.

A reconstrução dos escoamentos se apoia num princípio conhecido como fluxo congelado: num condutor tão bom quanto o ferro líquido, as linhas do campo magnético ficam presas ao fluido e são carregadas por ele, de modo que a mudança do campo observada na superfície, depois de projetada até o topo do núcleo, revela para onde o metal está se movendo. O método tem limitações, porque só enxerga as grandes escalas do movimento e porque parte do campo nasce e morre por difusão, mas a componente leste-oeste de grande escala, a que importa para o momento angular, é justamente a mais bem resolvida.

O modelo usado pelos autores, desenvolvido pelo grupo de Nicolas Gillet, em Grenoble, na França, a partir do modelo de campo magnético COV-OBS.x2, que cobre 180 anos de observações em terra e por satélite, é probabilístico: em vez de uma resposta única, fornece 400 realizações compatíveis com os dados, um leque que permite estimar quanto a incerteza dos escoamentos contamina cada conclusão.

Momento angular não atravessa uma fronteira sozinho; ele precisa de uma força que o transmita, e a versão rotacional dessa força é o torque. Pense em duas engrenagens que precisam se acoplar: se os dentes não se tocam, uma gira livremente sem afetar a outra. O problema do limite núcleo-manto é que o metal líquido do núcleo externo escorrega sobre a rocha do manto quase sem atrito. A viscosidade do ferro fundido é tão baixa que o arrasto viscoso resulta num torque ordens de grandeza menor que o necessário. Restam três candidatos, e cada um carrega décadas de tentativas e frustrações: o acoplamento eletromagnético, o acoplamento topográfico e o torque gravitacional exercido pelo núcleo interno.

O acoplamento eletromagnético depende de a base do manto conduzir eletricidade. Quando o metal líquido escoa no topo do núcleo, ele arrasta consigo as linhas do campo magnético; se a rocha logo acima for condutora, o campo induz nela correntes elétricas, e essas correntes sentem uma força magnética que transmite o arrasto ao manto. A intensidade desse torque cresce em proporção direta à condutância da base do manto, o produto da condutividade elétrica pela espessura da camada condutora. Estudos das nutações terrestres, os pequenos balanços do eixo de rotação provocados pela Lua e pelo Sol, sugerem que existe uma camada assim, com condutância da ordem de 100 milhões de siemens, o que seria suficiente para produzir torques da magnitude certa. Só que, quando os pesquisadores calculam o torque eletromagnético a partir dos escoamentos reconstruídos do campo magnético, o resultado raramente acompanha a duração do dia observada, a não ser que os escoamentos sejam ajustados de propósito para isso.

O acoplamento topográfico parte de outra ideia: o limite núcleo-manto não é uma esfera lisa. Ele tem relevo, ondulações de algumas centenas de metros a poucos quilômetros de altura, uma cordilheira invertida na base do manto. O metal líquido, ao escoar contra essas saliências, exerce pressão sobre elas, e a pressão empurra o manto como o vento empurra uma vela. A dificuldade é que as primeiras estimativas desse torque, feitas a partir da pressão geostrófica dos escoamentos e de mapas sísmicos do relevo, resultavam em variações da duração do dia cerca de cem vezes maiores que as reais, e eram muito sensíveis a detalhes mal conhecidos da topografia. Modelos mais recentes se concentram na pressão gerada quando o escoamento é desviado pelas saliências numa camada estratificada no topo do núcleo, e nenhuma previsão da duração do dia baseada nessa versão havia sido publicada até agora.

O terceiro candidato foi proposto em 1996 pelo geofísico Bruce Buffett e é o mais elegante dos três. O manto não tem densidade uniforme: em sua base existem duas estruturas do tamanho de continentes, uma sob a África e outra sob o Pacífico, conhecidas como large low-velocity provinces, as grandes províncias de baixa velocidade sísmica, ou LLVPs, entre outras anomalias de massa. Essa distribuição irregular cria um campo gravitacional que não é perfeitamente simétrico, e o núcleo interno, sólido mas capaz de fluir devagar, se deforma para acomodá-lo: sua superfície ganha uma leve forma elíptica, com o eixo longo alinhado às anomalias de massa do manto. Se algo gira o núcleo interno e tira esse eixo do alinhamento, a gravidade do manto puxa a protuberância de volta, e a reação desse puxão é um torque sobre o próprio manto. O sistema funciona como uma mola de torção enterrada no centro da Terra.

O que gira o núcleo interno são os próprios escoamentos do núcleo externo. O metal líquido que circula na direção leste-oeste, chamado de escoamento zonal, exerce tensões eletromagnéticas sobre a superfície da esfera sólida, arrastando-a para um lado e para o outro. Com isso, o núcleo interno gira levemente à frente ou atrás do manto, o eixo longo de seu relevo se desalinha e o torque gravitacional oscila. A teoria estava pronta há três décadas; o que faltava era um ingrediente observacional. Para prever o torque é preciso conhecer a história da rotação do núcleo interno ao longo das décadas, e essa história só começou a ser reconstruída com alguma confiança nos últimos anos, a partir das ondas sísmicas de terremotos que se repetem no mesmo lugar e atravessam o centro do planeta.

A rotação diferencial do núcleo interno foi detectada em 1996 por Xiaodong Song e Paul Richards, que compararam ondas sísmicas de terremotos das Ilhas Sandwich do Sul, no Atlântico Sul, registradas ao longo de décadas na estação de College, no Alasca, depois de cruzar o núcleo. A ideia é simples: se o núcleo interno gira em relação ao manto, o caminho que a onda percorre em seu interior muda, e o tempo de viagem muda com ele. As primeiras estimativas apontavam uma super-rotação de cerca de um grau por ano, valor que estudos posteriores reduziram bastante.

Em 2023, Yi Yang e Song mostraram, na Nature Geoscience, que a rotação não é constante: o núcleo interno parece oscilar em relação ao manto com um período de cerca de 70 anos, e teria parado e invertido o sentido do movimento por volta de 2009. Em 2024, Wei Wang, John Vidale e colegas confirmaram na Nature, com uma técnica independente, a desaceleração e a reversão a partir de 2010. É esse modelo de oscilação, com amplitude de cerca de 2,35 graus em relação ao manto, que Zhang e Dumberry usaram como entrada.

O estudo canadense reúne, pela primeira vez, todos os ingredientes na mesma mesa. De um lado, a duração do dia limpa e filtrada. De outro, os escoamentos probabilísticos no topo do núcleo. E, do terceiro lado, a história sísmica da rotação do núcleo interno. Como o modelo de escoamentos termina em 2019 e o de rotação do núcleo interno só captura a oscilação ampla entre 1964 e 2021, os autores restringiram a análise ao intervalo de 1964 a 2019 e à componente multidecadal. A partir daí, calcularam quanto cada um dos três torques faria a duração do dia variar e compararam com o que foi medido. A conta é direta: o torque aplicado ao manto muda sua velocidade angular na proporção inversa de seu momento de inércia, e a velocidade angular se converte em duração do dia.

O resultado da primeira rodada é claro como um gráfico pode ser. Com valores plausíveis para a condutância da base do manto e para a eficiência do relevo, os torques eletromagnético e topográfico até têm a magnitude certa, mas estão fora de fase: a duração do dia que eles preveem sobe quando a observada desce, e vice-versa. E essa fase não é ajustável, porque ela vem da história dos escoamentos de grande escala, justamente a parte do modelo que a variação secular do campo magnético resolve melhor. O torque gravitacional, ao contrário, se encaixa. Com um fator de intensidade de 1,3 × 10¹⁹ newtons-metro e um tempo de relaxação viscosa do núcleo interno de seis anos, a curva prevista reproduz tanto a amplitude quanto a fase da componente multidecadal da duração do dia. Um único mecanismo, alimentado por uma medição sísmica independente, explica o grosso do sinal.

Há uma sutileza nesse ajuste que diz muito sobre o núcleo interno. Se ele fosse rígido, o desalinhamento máximo entre seu relevo e as anomalias do manto ocorreria quando a rotação acumulada fosse máxima, por volta de 2010, no momento da reversão. Mas o torque necessário atinge o pico perto do ano 2000. A única forma de conciliar as duas coisas é admitir que a superfície do núcleo interno não é fixa: enquanto a esfera gira, o relevo escorrega de volta para o alinhamento gravitacional, por deformação viscosa, num prazo de poucos anos. O núcleo interno se comporta como uma bola de massa de modelar muito dura, que gira, cede e refaz sua protuberância na direção em que a gravidade a puxa. Essa relaxação limita o desalinhamento a menos de dois graus e adianta o pico do torque em cerca de uma década.

Um único ajuste bem-sucedido ainda não é uma medição, e os autores foram atrás dos valores mais prováveis dos parâmetros por meio de uma inversão bayesiana. A técnica funciona como uma busca às cegas num terreno de três dimensões: o fator de intensidade do torque gravitacional, o tempo de relaxação do núcleo interno e a eficiência do acoplamento no limite núcleo-manto, que pode ser eletromagnético ou topográfico. Um algoritmo do tipo Markov chain Monte Carlo, o método de Monte Carlo via cadeias de Markov, dá passos aleatórios nesse terreno, aceitando com mais frequência as combinações que reproduzem bem a duração do dia.

A cada passo, o programa sorteia uma das 400 realizações do modelo de escoamentos e uma história de rotação do núcleo interno dentro das margens de erro sísmicas, de modo que as incertezas das duas fontes ficam embutidas no resultado. Foram cinco cadeias independentes, cada uma com 180 mil amostras após a fase de aquecimento, das quais uma em cada dez foi guardada para reduzir a correlação entre passos vizinhos, num total de 90 mil amostras.

No cenário em que o freio no limite núcleo-manto é eletromagnético, as combinações que reproduzem a duração do dia com erro quadrático médio inferior a 0,2 milissegundo se concentram em torno de um fator de intensidade de 1,4 × 10¹⁹ N·m, um tempo de relaxação de 10,2 anos e uma condutância da base do manto de 1,08 × 10⁸ siemens, praticamente o valor de referência sugerido pelas nutações.

As faixas de 95% de confiança são largas, como se espera de um problema com tantas incertezas: de 0,6 a 2,2 × 10¹⁹ N·m para a intensidade, de 4,1 a 30,5 anos para a relaxação e de 0,05 a 2,89 para a condutância em unidades de 100 milhões de siemens. Em todas as soluções aceitáveis, o torque gravitacional está em fase com o torque total e é maior que o eletromagnético, que se opõe a ele. Os melhores ajustes ocorrem quando o torque gravitacional supera o eletromagnético por um fator entre um e dois.

Quando o freio é topográfico, o ajuste sai igualmente bom, com o torque gravitacional um pouco mais dominante. O fator de intensidade sobe levemente, para 1,5 × 10¹⁹ N·m, com faixa de 0,6 a 4,2, e o tempo de relaxação desce para 7,8 anos, entre 1,7 e 21,5 anos, de tal modo que o produto dos dois permanece quase o mesmo. Não é coincidência: quando a relaxação é rápida em comparação com o período de 70 anos da oscilação, o torque gravitacional depende do produto da intensidade pelo tempo de relaxação, e não de cada um separadamente.

O fator de eficiência do acoplamento topográfico fica em 0,23, com limite superior de 0,83. Os dois cenários contam a mesma história, e é provável que a realidade combine os dois, já que um torque eletromagnético mais forte pode ser compensado por um topográfico mais fraco sem mudar a previsão.

A imagem que emerge é a de um cabo de guerra entre dois adversários quase iguais. De um lado, o núcleo interno puxa o manto pela gravidade; do outro, as tensões eletromagnéticas e as pressões topográficas no limite núcleo-manto puxam no sentido contrário. As variações multidecadais da duração do dia resultam da pequena diferença entre essas duas forças grandes. Os torques em jogo são da ordem de 10¹⁷ a 10¹⁸ N·m, um número sem paralelo humano, mas modesto diante da inércia do manto, cujo momento de inércia axial é de 7,13 × 10³⁷ kg·m². É por isso que forças tão grandes produzem efeitos tão pequenos: alguns milésimos de segundo por dia, acumulados ao longo de três décadas e meia.

A história ganha corpo quando se olha para os próprios escoamentos. Os geofísicos dividem o núcleo externo por um tangent cylinder, o cilindro tangente, uma superfície imaginária paralela ao eixo de rotação que toca o equador do núcleo interno e se estende até o limite núcleo-manto; dentro dele, sobre as regiões polares, o metal líquido se move de um jeito diferente do que se move fora, porque a rotação rápida do planeta organiza os escoamentos em colunas paralelas ao eixo. Durante cerca de 35 anos centrados em 1967, os escoamentos zonais dentro do cilindro tangente foram mais para oeste que a média, sobretudo no Hemisfério Norte.

Se esse movimento se estende ao longo das colunas até a superfície do núcleo interno, ele arrasta a esfera sólida para oeste pelo acoplamento eletromagnético, desalinha seu eixo longo nessa direção e gera um torque gravitacional para oeste sobre o manto. No mesmo período, fora do cilindro tangente, o escoamento era para leste e exercia um torque para leste no limite núcleo-manto.

Nos 35 anos seguintes, centrados em 2002, a estrutura se inverteu: escoamento para leste dentro do cilindro, para oeste fora dele, e os dois torques trocaram de sinal. É essa gangorra de correntes em sentidos opostos, dentro e fora do cilindro tangente, alternando a cada 70 anos aproximadamente, que os autores identificam como a causa última das variações multidecadais da duração do dia. Se o padrão é periódico e vai se repetir, ninguém sabe. Os escoamentos reconstruídos para 1915–1949 lembram em alguns aspectos os de 1985–2019, mas com diferenças notáveis, e a qualidade dos dados magnéticos daquela época não permite conclusões firmes. A resposta, de certo modo, depende do que o núcleo fizer nas próximas décadas.

Um ponto que reforça a interpretação é que simulações numéricas do geodínamo, rodadas em condições cada vez mais próximas das do núcleo real, chegaram por conta própria a um cenário parecido. Em 2026, Julien Aubert, do Instituto de Física do Globo de Paris, publicou simulações que abrangem milênios e nas quais as variações multidecadais da duração do dia são dirigidas pelo torque gravitacional do núcleo interno e freadas por um torque no limite núcleo-manto, com os dois de sinais opostos e magnitudes comparáveis. A inversão de Zhang e Dumberry revela dois regimes assintóticos: um em que a gravidade explica quase tudo sozinha e outro em que gravidade e eletromagnetismo se opõem em grandes magnitudes, como nas simulações. Os melhores ajustes ficam exatamente na interseção entre os dois.

Os números que saem da inversão têm consequências que vão além da rotação. O fator de intensidade do torque gravitacional mede, na prática, a amplitude da componente de grau 2 e ordem 2 do geoide no limite núcleo-manto, isto é, o quanto a superfície equipotencial da gravidade naquela profundidade se afasta de uma esfera num padrão de duas cristas e duas depressões ao redor do equador.

A faixa combinada de 0,6 a 4,2 × 10¹⁹ N·m corresponde a uma ondulação de 31 a 83 metros de pico a pico nessa superfície, no modelo de referência PREM, e a uma ondulação correspondente de 11 a 29 metros no relevo do núcleo interno, sempre com a ressalva de que o contraste de densidade entre os núcleos interno e externo, mal conhecido, altera essas conversões. São valores menores que os estimados em trabalhos anteriores. E uma rotação de apenas um grau desse relevo de poucas dezenas de metros basta para gerar o torque necessário.

É aqui que a base do manto entra na conversa. Modelos numéricos de convecção do manto, desenvolvidos por Frédéric Deschamps e colegas, só reproduzem um geoide tão suave no limite núcleo-manto quando dois ingredientes estão presentes ao mesmo tempo. O primeiro é que as grandes províncias de baixa velocidade sejam pilhas termoquímicas de material intrinsecamente mais denso que o manto ao redor, mas também mais quente, de modo que sua densidade efetiva fique quase neutra; o debate sobre se essas províncias são apenas mais quentes ou também de composição distinta atravessa a sismologia há duas décadas, e o novo resultado pesa a favor da segunda hipótese.

O segundo ingrediente é a post-perovskite, a fase pós-perovskita, mineral identificado em 2004 em experimentos de alta pressão e que se forma nas centenas de quilômetros mais profundas do manto; ela precisa ter viscosidade de duas a três ordens de grandeza menor que a da bridgmanita, o mineral dominante no manto inferior. A física mineral já apontava nessa direção, e a duração do dia acrescenta uma evidência independente.

Sobre o núcleo interno, o tempo de relaxação de 2 a 31 anos se traduz em viscosidade. Se a esfera inteira se deformar de maneira uniforme, a viscosidade fica entre 10¹⁷ e 10¹⁸ pascals-segundo; se a deformação estiver confinada à camada superior, os valores caem para 10¹⁵ a 10¹⁶. Para dar escala, o manto tem viscosidade da ordem de 10²¹ pascals-segundo, e o gelo das geleiras, que flui visivelmente ao longo de anos, tem cerca de 10¹³ a 10¹⁴.

O núcleo interno seria, portanto, muito mais deformável que o manto, um sólido que cede em prazos de anos, não de milhões de anos. A faixa concorda com experimentos recentes em células de bigorna de diamante, com cálculos de dinâmica molecular a partir de primeiros princípios e com a atenuação das ondas sísmicas de cisalhamento que atravessam o núcleo interno. O deslocamento envolvido é minúsculo, da ordem de 10 metros de movimento radial perto do topo da esfera ao longo de uma década, e não se sabe se a sismologia conseguirá detectá-lo.

O terceiro conjunto de implicações diz respeito ao limite núcleo-manto. Se o freio é eletromagnético, a condutância de 1,08 × 10⁸ siemens combina com a atenuação observada das ondas de Alfvén que cruzam o núcleo líquido e com a condutividade elétrica de 10⁴ a 10⁵ siemens por metro que o óxido de ferro e magnésio apresenta nas condições da base do manto, segundo experimentos e cálculos recentes. As duas informações juntas descrevem uma camada global de material denso e enriquecido em ferro, com cerca de dois quilômetros de espessura, assentada sobre o núcleo, que também aparece nas análises dos modos normais sísmicos da Terra.

E o limite superior de 2,9 × 10⁸ siemens restringe a espessura dessa camada, em acordo com o pequeno atraso com que os sinais magnéticos do núcleo atravessam o manto até a superfície. Se o freio for topográfico, o limite superior de 0,83 no fator de eficiência impõe um teto à estratificação no topo do núcleo: a frequência de flutuabilidade dessa camada estável deve ser menor que a frequência de rotação da Terra, e muito menor se o eletromagnetismo responder pela maior parte do torque, como pedem as simulações do geodínamo.

O estudo também esclarece uma velha pendência sobre a rotação média do núcleo interno. Registros paleomagnéticos indicam que o escoamento médio para oeste no topo do núcleo, responsável pela deriva para oeste do campo magnético observada desde o século XVII, persiste há 9 mil anos a uma taxa de 0,09 grau por ano. Esse escoamento exerce um torque médio para oeste sobre o manto, que precisa ser equilibrado, no longo prazo, por um torque gravitacional médio para leste.

Com os parâmetros de melhor ajuste, o equilíbrio exige um desalinhamento permanente de 1,2 grau entre o relevo do núcleo interno e o geoide do limite núcleo-manto, mantido por uma rotação diferencial constante do núcleo interno para leste, de 0,12 grau por ano, valor idêntico ao que sai das simulações do geodínamo. Somada ao longo dos 9 mil anos da deriva, essa rotação lenta corresponde a quase três voltas completas do núcleo interno em relação ao manto, e responde por boa parte da super-rotação detectada pelos sismólogos.

Os autores são cuidadosos em lembrar que todos esses números dependem da qualidade dos modelos de entrada. Os testes de sensibilidade mostram que, se a amplitude real da rotação do núcleo interno for maior que a reconstruída pelos sismólogos, o fator de intensidade do torque gravitacional cai na mesma proporção, e vice-versa; e que a troca do modelo de escoamentos por outro pode mudar cada parâmetro em até 30%.

A condutância da base do manto foi tratada como uniforme, embora a região D″, as centenas de quilômetros mais profundas do manto, seja quase certamente heterogênea. E as pequenas escalas do campo magnético no limite núcleo-manto, invisíveis da superfície, podem responder por cerca de um terço do torque eletromagnético, o que faria a condutância real ser menor que a estimada. Nenhuma dessas ressalvas, contudo, inverte o sinal do torque eletromagnético, e é o sinal, não a magnitude, que decide quem dirige e quem freia.

Fica em aberto o que move as oscilações mais rápidas. O tempo de relaxação de cerca de dez anos implica que o torque gravitacional é ineficiente em períodos mais curtos que algumas décadas: o núcleo interno refaz seu relevo antes que o desalinhamento tenha tempo de crescer. As variações decadais de 10 a 30 anos, e as ainda mais breves, como a oscilação de cerca de seis anos na duração do dia associada às ondas de torção que atravessam o núcleo líquido, devem depender dos torques no limite núcleo-manto. Só que os torques eletromagnético e topográfico previstos pelo modelo de escoamentos não apresentam flutuações decadais grandes, o que pode refletir tanto a resolução limitada do modelo quanto a necessidade de refinar a física do acoplamento. O estudo resolve a escala de 70 anos e deixa a de dez anos como o próximo problema a enfrentar.

Há uma consequência prática, ainda que distante, para quem cuida dos relógios. A escala de tempo civil, o UTC, é mantida alinhada à rotação da Terra por meio de segundos bissextos, os leap seconds, inseridos sempre que a diferença acumulada entre o tempo atômico e o tempo astronômico se aproxima de 0,9 segundo. Nos últimos anos, a rotação acelerou o suficiente para que se discutisse um segundo bissexto negativo, algo nunca feito, e a Conferência Geral de Pesos e Medidas decidiu em 2022 abandonar a prática até 2035.

A tendência multidecadal que o novo estudo explica, a queda quase contínua da duração do dia desde os anos 1970, é parte desse quadro. Se a oscilação de 70 anos do núcleo interno for periódica, a fase de encurtamento dos dias que dura desde então deveria dar lugar, nas próximas décadas, a uma fase de alongamento, mas essa é uma extrapolação que os autores não fazem e que os dados ainda não sustentam.

O que torna o trabalho relevante para além dos especialistas em rotação é a ponte que ele estabelece entre disciplinas que raramente conversam com esse grau de intimidade. A geodésia fornece a duração do dia; o geomagnetismo fornece os escoamentos do núcleo; a sismologia fornece a rotação do núcleo interno; a física mineral fornece as viscosidades e condutividades; a geodinâmica fornece os modelos de convecção do manto. Cada uma dessas áreas tem suas incertezas, e é justamente ao exigir que todas sejam consistentes entre si que o estudo consegue apertar os limites sobre estruturas que nenhuma delas enxerga sozinha: a densidade das províncias na base do manto, a viscosidade da pós-perovskita, a espessura de uma camada de ferro de dois quilômetros, a fluidez do núcleo interno. A rotação da Terra, medida com relógios atômicos e quasares, vira um instrumento para sondar o interior do planeta.

Zhang e Dumberry, que assinam o artigo como coautores com contribuição igual, trabalham no Departamento de Física da Universidade de Alberta, em Edmonton. Dumberry, que concebeu o estudo e desenvolveu o modelo preliminar, dedica-se há cerca de duas décadas à dinâmica do núcleo e à rotação do núcleo interno, e assina trabalhos anteriores sobre o equilíbrio de torques que agora aparece quantificado. Zhang, que executou os testes numéricos, é apoiado por bolsas do Instituto de Pesquisa Geofísica da universidade. O artigo foi revisado, entre outros, por Dominique Jault, do Instituto de Ciências da Terra de Grenoble, que em 1988 foi um dos autores do trabalho pioneiro ligando os escoamentos do núcleo às variações decadais da duração do dia, e está publicado em acesso aberto, com dados e códigos disponíveis no repositório Borealis.

Os próximos passos passam por ampliar as três séries temporais. A reconstrução sísmica da rotação do núcleo interno, hoje limitada a uma oscilação suave entre 1964 e 2021, deve ganhar resolução à medida que redes densas de estações, como a USArray norte-americana, acumulem décadas de registros de terremotos repetidos; um trabalho de 2026 do mesmo grupo de Song já segue essa via. Os modelos de escoamento no topo do núcleo devem melhorar com a continuidade da missão Swarm e com a chegada de novos satélites magnéticos. E a própria duração do dia continua a ser medida todos os dias. Daqui a uma década, os dados dirão se os torques previstos aqui anteciparam corretamente o que a Terra fez depois de 2019, o teste mais duro que qualquer modelo pode enfrentar.

No fim, o retrato que fica é o de uma máquina de precisão inesperada escondida no centro do planeta. Uma esfera de ferro sólido, tão grande quanto Plutão e tão quente quanto a superfície do Sol, gira uma fração de grau à frente do manto e depois atrás dele, deforma-se como cera dura ao sabor da gravidade do manto e, ao fazer isso, puxa a Terra inteira por um fio invisível. Cada dia que vivemos é alguns milésimos de segundo mais longo ou mais curto por causa desse aperto de mãos entre a esfera mais profunda e a rocha que a envolve. Os segundos que os cronometristas acrescentam ou retiram dos calendários são escritos, letra por letra, a cinco mil quilômetros sob nossos pés.