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O coral fóssil que contou 400 dias num ano
A maré freia a rotação da Terra em cerca de 1,8 milissegundo por século, e as bandas de crescimento do coral devoniano guardam a conta antiga.
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Coral devoniano com bandas de crescimento diárias
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1,8 milissegundo. É o quanto o dia solar médio ganha de duração a cada século, segundo a reconstrução de eclipses antigos publicada por Richard Stephenson, Leslie Morrison e Catherine Hohenkerk na Proceedings of the Royal Society A, em 2016.
O número parece pequeno demais para ter consequência. Um milissegundo é a milésima parte de um segundo, e nenhum ser humano percebe a diferença entre um dia de 86.400 segundos e um dia de 86.400,0018 segundos. Nenhum relógio de pulso registra a mudança, nenhum despertador atrasa por causa dela.
A conta muda de tamanho quando o intervalo cresce. Um atraso que se acumula todo dia, século após século, deixa de ser detalhe e vira defasagem de horas. Foi assim que a diferença apareceu primeiro: não num laboratório, mas na comparação entre o lugar onde os registros antigos dizem que um eclipse foi visto e o lugar onde o cálculo diz que ele deveria ter sido visto.
O motor da frenagem está no mar. A gravidade da Lua puxa a água dos oceanos e forma duas protuberâncias de maré, e a Terra gira mais rápido do que a Lua orbita, o que arrasta essas protuberâncias um pouco à frente da linha que liga os dois corpos. A água deslocada raspa contra o fundo, em mares rasos e estreitos como o Mar de Bering e o canal entre a Europa e a Groenlândia, e a fricção rouba energia do giro.
A energia perdida não some do sistema. Ela vai para a órbita lunar, e a Lua responde subindo de altura: os refletores deixados na superfície pelas missões Apollo permitem medir a distância com pulso de laser, e a taxa de afastamento aferida por esse método fica perto de 3,8 centímetros por ano.
O primeiro lugar onde a frenagem virou problema prático de engenharia foi o relógio. Vale começar pelo segundo que precisou ser inventado para os dois sistemas de tempo continuarem falando a mesma língua.
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I A Curiosidade do Dia
O segundo que precisa ser inventado
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Durante quase toda a história, o dia definiu o segundo. A astronomia dividia a rotação do planeta em 24 horas, cada hora em 60 minutos, cada minuto em 60 segundos, e o segundo era o que sobrava dessa divisão. Girou o planeta, passou um dia, e a unidade menor vinha por aritmética.
A definição virou de cabeça para baixo em 1967. A Conferência Geral de Pesos e Medidas passou a definir o segundo pela transição entre dois níveis hiperfinos do átomo de césio 133, com o valor fixado em 9.192.631.770 ciclos de radiação. A unidade deixou de depender do planeta e passou a depender de uma frequência atômica que não desacelera.
O resultado foi previsível para quem já media a rotação. O tempo atômico, o TAI, marcha em ritmo constante. O tempo da rotação, o UT1, marcha um pouco mais devagar a cada século. Os dois se afastam, e um sistema de navegação ou de observação astronômica que use o relógio errado erra a posição.
A solução adotada foi o segundo bissexto. O Serviço Internacional de Rotação da Terra e Sistemas de Referência, o IERS, monitora a diferença entre o tempo atômico e a rotação real e manda inserir um segundo extra no fim de junho ou de dezembro sempre que a defasagem se aproxima de 0,9 segundo.
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Vinte e sete segundos bissextos foram inseridos entre 1972 e o fim de 2016, quando o IERS aplicou o mais recente da série.
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Um segundo bissexto é um evento estranho de assistir. O relógio oficial marca 23h59m59s, depois marca 23h59m60s e só então vira meia-noite. Sistemas que nunca esperaram ver o valor 60 no campo dos segundos travaram por causa dele: em 30 de junho de 2012, a inserção derrubou serviços de empresas como Reddit, Mozilla e Qantas, e o setor de tecnologia passou a fazer campanha pelo fim da prática.
A campanha venceu. Em novembro de 2022, a Conferência Geral de Pesos e Medidas aprovou a resolução que suspende o segundo bissexto até 2035, deixando a defasagem entre relógio atômico e rotação crescer livremente por mais de uma década antes de qualquer novo ajuste.
Há um detalhe que embaralha a expectativa de quem só olha a tendência de longo prazo. A rotação não desacelera de forma lisa: derretimento de gelo, movimento do núcleo líquido, ventos e correntes redistribuem massa e mexem no giro em escala de meses e anos. Nos anos recentes o planeta vem girando um pouco mais rápido do que o esperado, e o dia mais curto já registrado pelo IERS caiu em 5 de julho de 2024, com cerca de 1,66 milissegundo a menos que as 24 horas nominais.
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II A História Por Trás
As bandas que o coral marcava todo dia
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Se o dia era mais curto no passado, e o tempo que a Terra leva para dar uma volta no Sol não mudou de forma comparável, então o ano antigo tinha mais dias que o atual. A dedução é direta, mas por muito tempo ela não passava de dedução: faltava alguém que tivesse contado os dias na época.
O contador apareceu num lugar improvável. Em 1963, o paleontólogo John W. Wells, da Universidade Cornell, publicou na Nature um trabalho chamado Coral Growth and Geochronometry, no qual examinou o esqueleto de corais rugosos fósseis do período Devoniano, de rochas do estado de Nova York.
Coral pétreo deposita carbonato de cálcio em ritmo que acompanha a luz e a temperatura, e a parede externa do esqueleto guarda finíssimas cristas de crescimento. Wells notou que essas cristas se agrupam em faixas maiores, e leu a estrutura como um calendário: crista fina para o ciclo diário, faixa larga para o ciclo anual.
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Wells contou perto de 400 cristas por faixa anual nos corais devonianos, contra as cerca de 360 que encontrou nos corais atuais que usou como controle.
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O número bate com a física. Se o ano do Devoniano, há cerca de 380 milhões de anos, comportava perto de 400 rotações, cada rotação durava aproximadamente 22 horas, exatamente o que a frenagem de maré prevê para aquela distância no tempo.
A leitura ganhou reforço no ano seguinte, quando o paleontólogo britânico Colin Scrutton publicou na revista Palaeontology, em 1964, a análise de corais devonianos em que identificou agrupamentos de cerca de 30 cristas dentro de cada faixa anual, o padrão esperado para um ciclo mensal ligado à maré.
"O número de dias no ano vem diminuindo ao longo do tempo geológico." John W. Wells, em Coral Growth and Geochronometry, Nature, 1963.
Corais não são a única testemunha, e nem a mais antiga. Sedimentos de maré fossilizados, as ritmitas, empilham camadas finas de areia e lama em ritmo ditado pelo vaivém das águas, e cada par de camadas registra uma maré. O geólogo australiano George Williams estudou a formação Elatina, no sul da Austrália, e sustentou em artigo publicado na Reviews of Geophysics, em 2000, que o dia de 620 milhões de anos atrás durava por volta de 21 horas, com o ano dividido em mais de 400 dias.
A concordância entre métodos independentes é o que sustenta a história. O eclipse registrado em tábua babilônica, a crista contada no esqueleto de um coral, a camada de areia de uma maré antiga e o pulso de laser refletido na Lua chegam ao mesmo lugar: um planeta que girava mais depressa e vem perdendo velocidade desde então.
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