Sobre la posición del Sol en el horizonte de Villanueva del Arzobispo en solsticios y equinoccios y la inclinación del eje del mundo  

 

 

- I de VI - 

Unas nociones fundamentales para empezar

        El eje del mundo es la línea imaginaria alrededor de la cual gira la Tierra en su movimiento de rotación. Los extremos de este eje son los polos geográficos Norte y Sur. Es de común conocimiento, pues se enseña en la escuela, que este eje está inclinado respecto del plano de la órbita terrestre, y que esta inclinación es la responsable de las estaciones en la Tierra. Las preguntas son: ¿Cuál es la inclinación del eje terrestre? ¿Cómo se puede determinar esta inclinación?

 

Fig. 1. Inclinación del eje terrestre.

 

 

La inclinación del eje de la Tierra sobre el plano de su órbita, también llamada oblicuidad de la eclíptica[1], es de unos 23,4 a 23,5º, siendo su valor actual(1) de 23,43º. Pensemos en un trompo girando, en sus pequeños cabeceos mientras gira y comprenderemos, por similitud, que la oblicuidad de la eclíptica es ligeramente variable debido a oscilación de la rotación de la Tierra a través de su eje. Este movimiento oscilatorio se denomina nutación y tiene un periodo de casi 19 años(4). Además, en el movimiento de traslación de la Tierra alrededor de Sol, la prolongación del eje del mundo hacia la esfera celeste no siempre está dirigida hacia el mismo punto del cielo. En la actualidad lo está haciendo hacia la estrella polar pero este punto varía gradualmente de forma que va describiendo un círculo. Se requieren de 25800 años para que se complete este círculo. Dentro de unos 12000 años el polo Norte terrestre estará dirigido hacia la brillante estrella Vega, que será la que marque el Norte en nuestro planeta. Este movimiento que realiza el eje terrestre con un periodo de 25800 años se denomina precesión (el fenómeno es idéntico al que tiene lugar en una peonza cuyo eje de rotación no coincide con la vertical).

Fig. 2. Movimientos de precesión y nutación de la Tierra.

 

Fig. 3. Debido al movimiento de precesión el eje de la Tierra no está fijo sino que se desplaza en el espacio sobre un cono imaginario (cono de precesión).

Fig. 4. Trayectoria del polo Norte celeste debido al movimiento de precesión del eje terrestre.

 

Volviendo a la inclinación del eje de la Tierra, su valor es conocido desde la antigüedad(2,3). Las observaciones astronómicas más antiguas que se conocen se remontan al año 1104 a. C. en la civilización china con un valor de 23,9º. Entre seis y siete siglos después, en Marsella y Alejandría, Piteas y Eratóstenes dieron con un valor de 23,8 y 23,7º respectivamente. Mediciones posteriores a lo largo de la historia vienen confirmando una disminución de la inclinación de 47’’ por siglo (78 décimas de grado).

Durante el movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol, y debido a la inclinación del eje terrestre, la incidencia de los rayos del Sol sobre un punto de la Tierra no es siempre el mismo a lo largo de una órbita completa. Son las estaciones del año. En la figura nº 5 se muestra la máxima incidencia de los rayos solares (punto amarillo) sobre la Tierra en 4 momentos muy concretos.

 

a. Equinoccio de otoño

 

b. Solsticio de invierno

 

c. Equinoccio de primareva

 

d. Solsticio de verano

 

Fig. 5. Incidencia máxima de los rayos solares en solsticios y equinoccios.


          El eje de rotación de la Tierra es el eje Z, representado de color azul. Los ejes X e Y, representados de color rojo y verde definen el plano ecuatorial de la Tierra. La figura 5.a muestra la situación el 22 de septiembre, cuando los rayos solares inciden con mayor intensidad sobre el ecuador terrestre. Es el equinoccio de otoño en el hemisferio Norte, la máxima intensidad de los rayos solares se produce en el plano XY, mientras que el eje Z se mantiene inclinado sus 23,4º respecto de este plano. Si avanzamos en el tiempo, la figura 5.b muestra la situación el 21 de diciembre. Es el solsticio de invierno en el hemisferio Norte, la máxima intensidad de los rayos solares se produce sobre el trópico de Capricornio que se encuentra a una latitud de 23,4º S del plano XY (ecuador). La figura 5.c es la situación el 21 de marzo, equinoccio de primavera en el hemisferio Norte. Es similar a la figura 5.a. solo que la inclinación del eje de rotación está al lado contrario del que estaba en el equinoccio de otoño. Finalmente, la figura 5.d muestra la situación el 21 de junio, cuando tiene lugar el solsticio de verano en el hemisferio Norte. Los rayos del Sol inciden con mayor intensidad en el trópico de Cáncer, que se encuentra una latitud de 23,4º N del ecuador. Como vemos la diferencia entre el solsticio de invierno y el de verano es que el plano del ecuador se encuentra por debajo y por encima del punto de máxima incidencia de los rayos solares.

 

[1] Se denomina eclíptica al plano de la órbita terrestre en su movimiento de traslación y también al círculo de intersección de dicho plano con la esfera celeste. Debido al movimiento aparente del Sol alrededor de la Tierra, la eclíptica representa asimismo el camino aparente del Sol entre las estrellas.

 

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Felipe Moreno Romero

Lcdo. en Ciencias (Químicas)

Prof. Educación Secundaria (Andalucía)