Explorando la variabilidad de la gravedad terrestre: ¿es realmente constante?

Desde la escuela, aprendemos que la aceleración de la gravedad en la Tierra es de 9.8 m/s² y utilizamos este valor en numerosos problemas de física. Sin embargo, esta cifra es solo un promedio, ya que la gravedad varía dependiendo de diversos factores geográficos y estructurales del planeta.

¿Qué es la gravedad?

La gravedad es la fuerza de atracción entre objetos con masa. Es el fenómeno que mantiene a la Luna en órbita alrededor de la Tierra y a los planetas girando alrededor del Sol. A nivel cotidiano, es la razón por la que los objetos caen al suelo cuando los soltamos. Pero, más allá de su manifestación en la vida diaria, la gravedad es una consecuencia de cómo la masa curva el espacio-tiempo.

Podemos imaginar su efecto de forma análoga a una cama elástica: si colocamos una pelota sobre su superficie y luego nos sentamos cerca de ella, nuestro peso generará una depresión en la tela, haciendo que la pelota ruede hacia nosotros. De manera similar, los cuerpos masivos deforman el tejido del espacio-tiempo, atrayendo objetos más pequeños hacia ellos.

¿Es siempre 9.8 m/s² en la Tierra?

Si bien solemos asumir que la aceleración de la gravedad es 9.8 m/s², su valor real depende de diversos factores, como la latitud, la altitud y la distribución de la masa en la corteza terrestre.

La Tierra no es una esfera perfecta, sino un esferoide oblato: su radio es mayor en el ecuador que en los polos. Además, debido a la rotación terrestre, los objetos experimentan una fuerza centrífuga que reduce ligeramente la gravedad en el ecuador. Como resultado, la aceleración de la gravedad varía entre aproximadamente 9.78 m/s² en el ecuador y 9.832 m/s² en los polos, una diferencia cercana al 0.5%.

A medida que se asciende sobre la superficie terrestre, la distancia al centro del planeta aumenta, lo que provoca una disminución de la gravedad. Este efecto es notable en grandes alturas, como en la cima del Monte Everest, donde la gravedad es ligeramente menor que al nivel del mar.

En el interior del planeta, la gravedad no se comporta de manera uniforme. Si la Tierra fuera completamente homogénea, la gravedad disminuiría linealmente hasta ser nula en el centro. Sin embargo, la mayor densidad del núcleo terrestre hace que la gravedad alcance su máximo (alrededor de 10.7 m/s²) en la frontera entre el núcleo y el manto antes de descender a cero en el centro del planeta.

Además, existen pequeñas variaciones gravitatorias causadas por diferencias en la densidad de las rocas y la topografía local. Regiones con formaciones geológicas más densas, como montañas o anomalías de masa conocidas como "mascons" (mass concentrations), pueden generar estas variaciones. Estas anomalías fueron detectadas por primera vez mediante satélites, ya que afectan sus trayectorias orbitales.

Aunque 9.8 m/s² es un valor estándar práctico, la realidad es que la gravedad terrestre es una magnitud variable. Factores como la latitud, la altitud, la profundidad y la distribución de masas en la corteza terrestre influyen en su valor exacto en cada región. Comprender estas variaciones no solo es importante en la física y la geociencia, sino que también tiene aplicaciones en la navegación satelital, la exploración planetaria y la ingeniería geofísica.

Referencias de la noticia

-Lange, Kurt, & Gerhardt Fries, Ronald. (2012). ¿La gravitación terrestre, un misterio?. Universidad, Ciencia y Tecnología, 16(64), 181-189.