Las mareas altas y bajas del mar ¿por qué y cómo se producen?

El Viento es un fenómeno meteorológico originado por los movimientos de rotación y traslación de la tierra. Se produce porque los rayos, etc...

Mareas altas y bajas
En todas las costas del mundo el mar sube y baja regularmente, cubriendo y descubriendo las playas. Pero fue sólo hasta 1687 que Isaac Newton le dio una explicación mediante su ley de Gravitación Universal. Las mareas se producen dos veces al día en la mayoría de las costas del mundo y en vista de esta regularidad, en algunos lugares ya se está produciendo energía eléctrica.

¿Qué es la ley de Gravitación Universal?

En 1687 el científico Isaac Newton formuló la ley de Gravitación Universal, según la cual, las estrellas y los planetas se atraen unos a otros, a pesar de estar separados por cientos de miles de kilómetros de distancia. Esta fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Esto significa que a mayor distancia, la fuerza de atracción es menor. Es el caso del sol, que a pesar de ser alrededor de 27 millones de veces más grande que la luna, se encuentra 387 veces más lejos de la Tierra, y por tanto, su atracción gravitatoria sobre la Tierra es menor que la mitad de la luna. De acuerdo a esta teoría, la Tierra siente la fuerza de la luna y del sol, atrayendo principalmente el agua de nuestro planeta. También los continentes son afectados por las mareas, subiendo cerca de 50 cm en algunos lugares.

¿Qué son las mareas?

La marea es el movimiento vertical y horizontal de una masa de agua, es decir la subida y bajada periódica del nivel del mar como resultado de la atracción gravitacional que ejercen la luna y el sol sobre nuestro planeta. En la mayoría de las costas del mundo se producen dos pleamar (marea alta) y dos bajamar (marea baja) por día.

¿Por qué se produce marea alta en dos puntos opuestos de nuestro planeta?

De acuerdo a lo explicado por Sir Isaac Newton en su teoría de Gravitación Universal, las mareas son causadas por la Fuerza Gravitacional, la atracción que tiene cada masa a otra masa. La tierra se mantiene en órbita por el balance de dos fuerzas, la fuerza Gravitacional (que mantiene la tierra y el sol unidos) y la Fuerza Centrífuga (la cual tiende a mantenerlos separados). Estas mismas fuerzas son las que mantienen en equilibrio el sistema Tierra- Luna. De esta forma, en el lado de la Tierra que mira hacia la Luna, el agua tiende a subir hacia ésta, mientras que en el lado opuesto, el agua tiende a “salir” por efecto de la fuerza centrífuga. Esta diferencia de fuerzas es pequeña, pero capaz de mover el agua y en menor grado los continentes. En los lados intermedios se forma una depresión en las aguas del planeta (marea baja). (Foto 1).

Mareas altas y bajasFoto 1: Sistema Tierra - Luna – Sol en equilibrio de fuerzas.

¿Por qué la marea se desplaza casi una hora al día?

Como la posición relativa de la luna y del sol varían con el tiempo, el tamaño y la ubicación de la marea también cambia. Esto se debe a que la marea se propaga como una onda, puesto que la tierra gira sobre si misma, es el efecto de rotación el que hace que cada día en las costas de todo el planeta exista mareas bajas y altas dos veces al día. Como la luna cruza diariamente por cada lugar de la tierra con un retraso de 50 minutos en relación con el día anterior, las mareas altas y bajas se retrasan ese tiempo cada día. Si la tierra no rotara, la marea alta estaría siempre en el mismo lugar del planeta. De acuerdo a la posición de la luna en relación a la tierra y al sol se pueden distinguir las mareas de sicigias y las de cuadratura; y según la distancia a la cual se encuentra la luna con respecto a la tierra se distinguen las mareas de perigeo y apogeo.

¿Qué son las mareas de sicigias?

También son llamadas mareas vivas o de primavera y se producen cuando el sol y la luna están alineados, (luna nueva o luna llena). En este caso los efectos de ambos astros se suman, provocando mareas más altas y más bajas que las mareas promedio (Foto 2).

Mareas altas y bajasFoto 2: Alineación de la Tierra, la Luna y el Sol durante mareas vivas.

¿Qué son las mareas de cuadratura?

Son llamadas también mareas muertas, y se producen cuando el sol y la luna están formando un ángulo recto entre sí (cuarto creciente y cuarto menguante). En este caso los efectos de ambos astros se contrarrestan y la amplitud de marea será menor (Foto 3).

Mareas altas y bajasFoto 3: Alineación de la Tierra, la Luna y el Sol durante mareas muertas.

¿Qué son las mareas de Perigeo y Apogeo?

La luna gira en torno a la tierra en forma elíptica, y por tanto la distancia no es siempre la misma. así, cuando la distancia entre la tierra y la luna es mínima la amplitud de marea aumenta (Perigeo). En cambio cuando la distancia es máxima la amplitud de marea disminuye (Apogeo).

¿Qué es la amplitud de mareas?

La amplitud o rango de marea de un lugar corresponde a la altura que hay entre la marea más baja y la más alta (Foto 4). Este rango varía entre unos pocos centímetros y más de 15 metros dependiendo de la ubicación geográfica. Según la geografía los efectos de las mareas pueden ser muy diferentes, es así como en una costa de rocas, con pendientes pronunciadas o acantilados, los efectos visuales son más claros en cuanto a la altura que alcanza el nivel del mar (ejemplo. Los palafitos de Chiloé), sin embargo en una playa de arena, donde la pendiente es más suave los efectos se ven en la extensión cubierta o descubierta por el agua, por ejemplo en la costa del norte de Holanda la distancia de tierra cubierta y descubierta supera los 16 Km y la marea avanza tan rápido como corre una persona.

¿Cómo se calcula la marea?

La predicción de la marea es el pronóstico de la marea que se espera ocurrirá en distintos lugares y se obtiene en base al análisis de datos de observación directa. Para esto, se toma una serie de datos del nivel del mar en un lugar utilizando un mareógrafo (instrumento que mide y registra las oscilaciones de marea). Luego esa serie se analiza matemáticamente y se reordena, generando como resultado la onda de marea. Esa gráfica corresponde a la onda de marea dominante observada. Estas predicciones se hacen en base a números, y una vez que se tiene la serie inicial, se genera un programa que permite calcular la marea de cualquier día y año para ese lugar.

¿Qué es el periodo de marea?

Es el tiempo que demora entre una bajamar y la siguiente. De esto depende el tipo de marea que presentará una localidad (Foto 4). Hay que tener en cuenta que corresponde al período de marea dominante observada, y no es exactamente el mismo para todos los días, sino que sufre algunas variaciones dadas por las condiciones locales.

Diagrama de una onda de mareaFoto 4: Diagrama de una onda de marea.

¿Qué importancia tiene la predicción de marea?

Para quienes se relacionan con el mar diariamente, ya sea por su trabajo extrayendo recursos, haciendo investigación o en las actividades portuarias, es muy importante saber cuando las condiciones de marea son adecuadas para realizar sus labores, es por esto que las tablas de marea son de gran ayuda ya que permiten saber a que hora será la marea baja o alta, y que altura o amplitud tendrá. Hay que tener en cuenta que las tablas de marea son específicas para cada lugar pues consideran la situación geográfica, la forma de la costa y tienen un grado de desacierto ya que en la altura de la marea influyen factores locales imposibles de predecir, como la intensidad del viento y la presión atmosférica. Un hecho anecdótico es el que le ocurrió a Cesar en su primera expedición a Britania, donde sufrió graves pérdidas en sus barcos por desconoce la amplitud de marea de las costas de Inglaterra.

¿Qué tipos de mareas existen?

Existen muchos tipos de clasificación de las mareas, sin embargo hay tres que son las más representativas: diurnal, con una marea baja y una alta por día, se presenta en muy pocos lugares del mundo. La semidiurnal donde ocurren 2 mareas altas y dos bajas por día, con igual amplitud, no es muy frecuente y las mixtas, que son una mezcla de las dos anteriores (Foto 4). Para caracterizar que marea presenta un lugar, es necesario hacer un estudio histórico y sacar un promedio de cual es la más frecuente.

¿Qué importancia económica pueden tener las mareas?

Las mareas son una fuente de energía que es posible transformar en electricidad. Sin embargo para que esto sea factible, es necesario reunir ciertas condiciones que no se dan en todo el mundo. El sistema es muy similar al de los embalses de ríos, sólo que es necesario que este embalse sea mucho más amplio para permitir la entrada de agua con la marea alta. La amplitud de marea debe ser superior a 5 m. Cuando la marea alta alcanza su límite superior, las compuertas se cierran, capturando el agua, la cual es forzada a pasar por ductos pequeños, para aumentar la presión y hacer funcionar las turbinas que producen electricidad. En la entrada del estuario del río Rance en Francia, existe una central “maremotriz”. Hoy se están estudiando otros lugares del mundo donde instalarlas, ya que el costo de producción es bajo y es menos contaminante que las centrales que ocupan como base carbón y combustible.


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