La excentricidad de la órbita terrestre: una elipse que cambia todo

Una órbita no tan circular

La órbita de la Tierra alrededor del Sol a menudo se representa como un círculo, pero en realidad es una elipse ligeramente aplanada, caracterizada por una excentricidad denotada como \(e\). Esta excentricidad mide el grado de aplanamiento de la elipse: \(e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}}\), donde \(a\) es el semieje mayor y \(b\) es el semieje menor.

Excentricidad variable

Una órbita influenciada por los gigantes

La excentricidad de la órbita terrestre no es constante. Oscila entre 0.005 y 0.058 en ciclos de aproximadamente 100,000 años. Estas variaciones son causadas por las perturbaciones gravitacionales ejercidas por los planetas gigantes, notablemente Júpiter y Saturno, que modifican lentamente la forma de la órbita terrestre.

Una excentricidad pequeña pero significativa

Actualmente, la Tierra sigue una órbita con una excentricidad de aproximadamente 0.0167, lo que puede parecer cercano a un círculo perfecto. Sin embargo, este pequeño valor resulta en una diferencia de distancia de aproximadamente 5 millones de kilómetros entre el perihelio (147.1 millones de km) y el afelio (152.1 millones de km).

N.B.: El afelio es el punto en la órbita donde la Tierra está más lejos del Sol (~152.1 millones de km actualmente). En esta posición, la energía solar recibida es mínima.

N.B.: El perihelio es el punto en la órbita donde la Tierra está más cerca del Sol (~147.1 millones de km actualmente). La irradiación solar es máxima, lo que puede modular ligeramente las estaciones, especialmente en el hemisferio sur actualmente.

Un impacto amplificado en el clima

Esta variación en la distancia resulta en una diferencia de aproximadamente 6.7% en la energía solar recibida entre los puntos más cercano y más lejano del Sol. Por sí sola, esta variación podría parecer menor, pero actúa en sinergia con otros parámetros orbitales (oblicuidad y precesión) y con los mecanismos de retroalimentación de la Tierra (hielos, albedo, CO₂, vapor de agua, biosfera). Estos efectos combinados son el origen de los ciclos climáticos de Milankovitch, que explican las alternancias glaciares/interglaciares observadas durante los últimos millones de años.

Consecuencias climáticas mayores

Las variaciones en la excentricidad influyen en la distancia promedio entre la Tierra y el Sol, modificando así la insolación recibida. Durante los períodos de máxima excentricidad, la diferencia entre el perihelio y el afelio se vuelve significativa. Combinada con otros parámetros orbitales (oblicuidad y precesión), esta variación es el origen de los ciclos de Milankovitch que marcan las eras glaciares.

Comparación de la excentricidad terrestre con otros planetas

Fuente: NASA – Planetary Fact Sheet

Una elipse que cambia todo

Incluso si la excentricidad de la órbita terrestre parece pequeña, sus consecuencias en el clima global son notables en escalas de tiempo geológicas. Combinada con otros parámetros orbitales, da forma a las principales tendencias climáticas de nuestro planeta y juega un papel clave en la alternancia de los períodos glaciares e interglaciares.

Ciclos glaciares recientes

Aquí están los principales ciclos climáticos identificados durante los últimos 800,000 años:

Datos de: EPICA Dome C, Vostok Ice Core (Petit et al., 1999; Jouzel et al., 2007), LR04 (Lisiecki & Raymo, 2005).