+ Oscilação de Chandler 270px|Movimento polar em função do tempo Movimento polar em função do tempo, com dados do IERS. Nos eixos horizontais, 0,1 segundo de arco corresponde a cerca de 3 m na região polar. Tipo Modo livre do movimento polar Período cerca de 433 dias Escala típica cerca de 10 m de diâmetro Componente identificada por Seth Carlo Chandler, em 1891
A oscilação de Chandler ou variação de Chandler da latitude é um modo livre do movimento polar, o movimento do eixo de rotação da Terra em relação à Terra sólida. Perto do polo norte geográfico, a trajetória circular associada à componente de Chandler tem tipicamente cerca de 10 m de diâmetro e período próximo de 433 dias, ou cerca de 14 meses. A componente recebeu o nome do astrônomo norte-americano Seth Carlo Chandler, que determinou sua periodicidade em 1891.
A oscilação de Chandler e a oscilação anual são as duas componentes quase circulares dominantes do movimento polar. Seus períodos, de cerca de 1,2 ano e um ano, produzem um batimento de aproximadamente seis anos quando as duas componentes têm amplitudes comparáveis.
A oscilação é uma nutação livre, possível em um corpo em rotação que não seja perfeitamente esférico. Ela não deve ser confundida com as nutações forçadas da orientação do eixo terrestre em relação ao espaço, produzidas principalmente pelas forças de maré da Lua e do Sol. Os movimentos mais lentos desse eixo formam a precessão dos equinócios.
Previsões Leonhard Euler estudou em 1765 o movimento de rotação de corpos rígidos em torno de um eixo variável. Aplicado à forma achatada da Terra como corpo rígido, seu resultado corresponde a um período livre de aproximadamente 305 dias. A procura observacional por um movimento com esse período não produziu uma detecção convincente. Chandler procurou a variação de latitude sem impor previamente o período e encontrou aproximadamente 427 dias em suas primeiras determinações.
Simon Newcomb explicou pouco depois que a diferença entre o período de Euler e o observado resultava da deformabilidade da Terra e da fluidez dos oceanos. Modelos posteriores incorporaram a elasticidade e a anelasticidade do manto, o núcleo fluido e a resposta dos oceanos. Esses efeitos permitem recuperar um período próximo dos aproximadamente 433 dias observados.
O movimento polar altera o potencial centrífugo terrestre e produz uma pequena maré de polo nos oceanos. Trata-se de uma deformação de amplitude milimétrica ligada ao movimento do polo, não de uma maré gravitacional produzida diretamente pela atração periódica da Lua ou do Sol. Ela foi observada por altimetria de satélite, inclusive com dados da missão TOPEX/Poseidon. Seu efeito gravitacional também pode ser medido com gravímetros supercondutores.
Medição As primeiras evidências observacionais do movimento polar antecederam a determinação do período de Chandler. Entre 1884 e 1885, Chandler registrou uma progressão nas próprias determinações de latitude que não conseguiu atribuir ao instrumento ou ao observador. Em 1888, o astrônomo alemão Friedrich Küstner publicou medições que mostravam uma mudança real da latitude do Observatório de Berlim. As observações de Küstner não cobriam um intervalo contínuo suficiente para estabelecer uma periodicidade.
Chandler reexaminou suas medições e observações feitas em Berlim, Praga, Potsdam e Pulkovo. Em 1891, encontrou uma variação periódica de latitude com amplitude total de cerca de 0,7 segundo de arco e período de 427 dias, próximo de 14 meses. O período recebe desde então seu nome, embora Küstner tenha participado das primeiras demonstrações observacionais de que a latitude variava com o movimento do polo.
O Serviço Internacional de Latitude foi fundado em 1895, e suas observações regulares começaram em 1899. A rede inicial reuniu seis estações próximas ao paralelo de 39° 08' norte para determinar o movimento do polo por medições astronômicas de latitude. Essas observações forneceram séries de movimento polar durante grande parte do século XX. Métodos de geodésia espacial substituíram depois as técnicas ópticas na determinação de alta precisão.
O Serviço Internacional de Sistemas de Referência e Rotação da Terra (IERS) mantém séries de parâmetros de orientação terrestre, entre elas as coordenadas do movimento polar.
A amplitude e a fase da oscilação de Chandler variam ao longo da série observacional. Uma análise de 163 anos de dados encontrou grandes mudanças de fase na década de 1850, na década de 1920 e nos anos 2000. Nos três episódios, a mudança ocorreu perto de uma forte diminuição da amplitude.
A componente de Chandler sofreu uma redução de amplitude sem precedente depois de 2015. Entre 2017 e 2021, o movimento polar observado ficou fortemente dominado pela componente anual e o batimento de aproximadamente seis anos tornou-se difícil de reconhecer. Uma análise publicada em 2025 relacionou grande parte dessa redução a mudanças da excitação ocorridas em 2011 e 2012, associadas a redistribuições continentais de massa do ar e da água terrestre.
Dados posteriores mostram que a fase de forte enfraquecimento foi seguida por uma reexcitação da oscilação. Uma reconstrução baseada nas missões GRACE e GRACE Follow-On, com observações estendidas até dezembro de 2024, reproduziu o enfraquecimento e a reexcitação ao incluir mudanças de massa da hidrologia e da criosfera, além da compensação de massa oceânica.
Hipóteses A oscilação de Chandler é um modo livre sujeito a dissipação. Sem excitação contínua, sua amplitude diminuiria. A rapidez desse amortecimento depende do fator de qualidade Q. Estimativas publicadas variam aproximadamente de 50 a 179, e reconstruções da oscilação continuam sensíveis ao valor adotado e às estimativas das fontes de excitação.
Entre os mecanismos examinados estiveram mudanças na distribuição de massa e no momento angular da atmosfera, dos oceanos, da água continental, da criosfera e do interior da Terra. Terremotos também foram propostos, mas as estimativas quantitativas não fornecem energia suficiente para explicar a manutenção da oscilação observada.
Em 2000, Richard S. Gross, do Laboratório de Propulsão a Jato, analisou o momento angular da atmosfera e dos oceanos entre aproximadamente 1985 e 1996. Seus modelos reproduziram a excitação observada mediante uma combinação de processos atmosféricos e oceânicos, com as variações da pressão no fundo oceânico como mecanismo dominante. Na decomposição apresentada para esse intervalo, cerca de dois terços da excitação foram atribuídos às mudanças da pressão no fundo do oceano e o terço restante às flutuações da pressão atmosférica. Os termos associados diretamente aos ventos e às correntes oceânicas foram menores.
Análises posteriores confirmaram que processos atmosféricos e oceânicos contêm energia suficiente na faixa de frequência de Chandler para sustentar a oscilação, embora a proporção atribuída a cada processo varie entre modelos e intervalos de observação. As observações gravimétricas por satélite acrescentaram a redistribuição de água continental e gelo como componentes necessárias para reproduzir a reexcitação observada na década de 2020.
Oscilação de Chandler de Marte A oscilação de Chandler de Marte foi detectada usando 18 anos de observações de rastreamento por rádio das naves espaciais Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter e Mars Global Surveyor. Foi a primeira detecção desse tipo de oscilação em um corpo planetário além da Terra. Sua amplitude é de cerca de 10 cm, o período é de 206,9 ± 0,5 dias e o movimento é quase circular no sentido anti-horário, visto do polo norte.
Ver também Movimento polar, movimento do eixo de rotação em relação à superfície terrestre Rotação da Terra, rotação do planeta em torno de seu eixo Nutação, oscilações da orientação de um eixo de rotação Precessão axial, mudança lenta da orientação do eixo terrestre Variação orbital, ciclos orbitais de Milankovitch Observatório Naval dos Estados Unidos, instituição envolvida em medições da orientação e rotação da Terra
Leitura adicional
Ligações externas Mystery of wobbly Earth solved, 19 de julho de 2000 Free Precession of Earth
Categoria:Geodésia Categoria:Geofísica