sábado, 21 de septiembre de 2013

Me mareo con la marea

En el verano, antes de viajar a Las Grutas, busqué en la Web una tabla de mareas del balneario. Las mareas son todo un tema en Las Grutas, si alguna vez fueron lo saben. Son de las más grandes del mundo, con amplitudes que sobrepasan los 9 metros entre la bajamar y la pleamar. Sí, 9 metros de altura, lo que representa cientos de metros a lo ancho de la playa. Las palabras clave "mareas" y "las grutas" me llevaron a varios foros donde la gente preguntaba si conocían el balneario, cómo era, etc. Como en cualquier foro. Me llamó la atención que unas cuantas personas hacían una observación sobre las mareas totalmente incorrecta. Algo del estilo:
"Las Grutas es así: a la mañana tenés una playa enorme; a la tarde sube la marea y la playa desaparece."
¿Qué es lo que está mal en esa observación? Evidentemente esa persona estuvo apenas unos días en Las Grutas. Y además no tiene ni idea del fenómeno de las mareas.

Inclusive algunos habitantes de Las Grutas, con experiencia más cercana, parecen ignorar los hechos básicos sobre las mareas. Escuché a un conductor de un programa de radio, mientras daba la información de las mareas del día siguiente, decirle a su compañera: "Vio que raro, la marea alta no llega todos los días a la misma hora, se va atrasando. Qué loco, ¿no?"

Esta observación, a diferencia de las que había leído en los foros, es correcta: las mareas no llegan todos los días a la misma hora, se van atrasando.

Yo creo que todo el mundo debería conocer estos fenómenos básicos sobre el mundo en que vivimos, aún cuando no sepa por qué ocurren. Así que lo voy a explicar brevemente.

Las mareas se producen por acción gravitatoria de la Luna (y, en bastante menor medida, del Sol). La gravedad de la Luna produce dos bultos de agua en los océanos, uno apuntando hacia ella y otro hacia el lado opuesto. ¿Por qué dos, y no uno solo apuntando hacia la Luna? Eso lo explicaré otro día, hoy me limitaré a la descripción.

Estos bultos existen todo el tiempo, siempre apuntando en la dirección de la Luna que lentamente describe su órbita alrededor de la Tierra en un mes. Mientras tanto, la Tierra rota sobre sí misma, bastante más rápido, en un día. Así que, sentados en nuestra reposera en la playa, vemos pasar estos bultos de agua dos veces por día. Son las mareas altas, las pleamares. Entre una y la siguiente están las mareas bajas o bajamares. Dos pleamares y dos bajamares por día.

¿Y si apuntan siempre hacia la Luna, por qué no ocurren siempre a la misma hora del día? Bueno, porque la Luna no está todos los días a la misma hora sobre nuestras cabezas. Alguna ver habrán notado que la Luna se atrasa cada día. Por ejemplo la hora de la salida de la luna llena, que a todo el mundo le gusta ver: un día sale cuando queda un resto de luz diurna, al día siguiente en medio del crepúsculo, al día siguiente cuando sale ya es de noche. La Luna completa una órbita alrededor de la Tierra en 27.3 días. Así que cada día la Luna se atrasa 24 horas dividido 27.3, unos 50 minutos. Y con ella se atrasa el bulto, y se atrasan las mareas. Si miramos una de las dos pleamares vemos algo así (Las Grutas, octubre 2013):

DíaHora más tarde 
 1/10  09:01 
2/1009:5655 min
3/1010:4347 min
4/1011:2643 min
5/1012:0741 min
6/1012:4639 min
7/1013:2438 min

El intervalo es irregular, porque además del efecto de la Luna el agua tiene que moverse, y el movimiento resulta afectado por la profundidad del mar, la forma de las costas, las corrientes, la acción del Sol, más la órbita de la Luna que no es circular y la mar en coche. Si la Tierra fuera un sólido elástico simplemente se deformaría siempre igual. ¡Ah, pero la corteza rocosa de la Tierra es un sólido elástico! Efectivamente, hay mareas de la corteza terrestre, de mucha menor amplitud, apenas centímetros. En los pozos de petróleo alcanzan a medir la diferencia de presión a medida que la roca se comprime y se expande dos veces por día. El manto, el núcleo, el aire, todo resulta afectado por el fenómeno.

Hay un fascinante detalle adicional. Dije que, en su rotación diurna, la Tierra se adelanta a los bultos de las mareas. Entonces, ¿no arrastrará un poco el agua, de manera que el bulto no apunte directamente a la Luna sino que forme un ángulo? (en el dibujo está exagerado). Efectivamente es así, y esto tiene una consecuencia sorprendente. El bulto de agua del lado de la Luna queda adelantado con respecto al centro de la Tierra. Así que el bulto tironea de la Luna, y la Luna tironea del bulto. No mucho, pero un poquito sí. Fíjense que el tironeo de la Luna se opone a la rotación de la Tierra, así que tiende a frenarla. Al mismo tiempo, el bulto tira de la Luna acelerándola, lo cual, como está en órbita, hace que se aleje.

El resultado neto es que la rotación de la Tierra se frena y la Luna se aleja. Eventualmente la Tierra se frenaría tanto que mostraría siempre la misma cara hacia la Luna. ¿Les resulta familiar? ¡Es lo que hace la Luna! Las mareas de la Tierra sobre la Luna ya produjeron este efecto hace muchísimo tiempo. En el sistema de Plutón y su luna Caronte (que son más parecidos en tamaño entre sí que la Tierra y la Luna) el proceso entero ya se completó, y cada uno mira al otro siempre con la misma cara. Pero la Tierra no alcanzará a frenarse lo suficientemente rápido, llevaría miles de millones de años y otras cosas ocurrirán antes.

Al mismo tiempo, dijimos, la Luna se aleja. ¡Esto se puede medir! Usando los espejos retroreflectores dejados por los astronautas en la Luna en la década de 1970 se puede medir la distancia a la Luna con increíble precisión. La luna se aleja de nosotros 38.247 mm por año, medido con precisión de ¡micrones por año!

Hay una frutilla en el postre. Si la Tierra se frena, ¿a dónde va la energía de su rotación? Una parte va a la órbita de la Luna que se aleja. Pero no toda. De hecho, una parte muy pequeña va a la Luna. ¡El resto se pierde! El arrastre del bulto de la pleamar no es gratis. Es un montón de agua, y al arrastrarlo se produce mucha fricción y turbulencia. La energía se disipa en forma de calor. Así se pierden la friolera de 3 TW, 3 Terawatts, 3 millones de Megawatts. Todo el tiempo. Es más que el consumo de energía eléctrica de toda la humanidad, es 7 veces el consumo de los Estados Unidos, es 8 veces la potencia eléctrica de todas las centrales nucleares del mundo... Es impresionante. La mayor parte de esta disipación ocurre en las plataformas continentales de poca profundidad, que no son muchas en el mundo: el Mar del Norte, el Mar de Bering... y el Mar Argentino, junto a la Patagonia, donde mojamos los piecitos cuando vamos a Las Grutas...


Nota para detallistas: El período orbital de la Luna alrededor de la Tierra es 27.3 días, pero el tiempo de una luna nueva a la siguiente es un poquito más largo (29.5 días), porque la Tierra se movió en su propia órbita durante ese mes, y la Luna tiene que pasarse un poquito para volver a alinearse con el Sol.

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