Las Mareas

Además del ciclo de agua existen otros grandes movimientos de agua. Por ejemplo, los niveles de los mares están constantemente subiendo y bajando. La marea es un ciclo caracterizado por el cambio periódico del nivel de los mares, lleva un par de horas hasta que el nivel del mar llegue a su máxima altura, llamado marea alta. En las horas siguientes el nivel mar va bajando hasta que alcance su menor altura (bajamar) y el ciclo comienza de nuevo. La diferencia entre la marea alta y la bajamar puede llegar a unos extremos 12 a 16 metros de diferencia, como es el caso en la costa este de Canadá en Nueva Escocia.

La superficie normal de los océanos es definida por la fuerza gravitacional de la Tierra. Ignorando las fuerzas externas, la fuerza gravitacional apunta hacía el centro de la Tierra, sin ninguna fuerza lateral – y como resultado sin el flujo del agua.  Sin embargo, el agua fluye lo que se debe a fuerzas gravitacionales provenientes fuera de la Tierra. La Tierra está afectada por el arrastre gravitacional de grandes cuerpos externos como el Sol y la Luna. Estos cuerpos enormes tienen fuertes campos gravitacionales que se van reduciendo mediante la distancia en el espacio. El arrastre gravitacional sobre la Tierra del Sol es 179 veces mayor que el de la Luna, pero debido a su mayor distancia respectiva a la Tierra, el efecto de marea del Sol es más pequeño (un 46%) que el de la Luna. La diferencia de las fuerzas gravitacionales en el centro y en la superficie de la Tierra determina la fuerza efectiva de la marea. Para cuestiones de sencillez, en las siguientes frases usaremos la palabra “Luna” donde “Sol” también se podría entender.

Fuerzas de las mareas – Debido a que la fuerza de las mareas se debe al arrastre gravitacional de la Luna, es obvio que el nivel del mar subirá en los puntos más cercanos a la Luna y bajará en las zonas más distantes. Sin embargo, la Tierra también está sometida al arrastre gravitacional de la Luna. Por ello podemos diferenciar tres fuerzas diferentes. La fuerza gravitacional más fuerte se experiencia  en la superficie del agua más cercana a la Luna –como resultado el nivel del agua sube en esas zonas. La siguiente fuerza gravitacional más grande actúa sobre la Tierra. La fuerza más débil actúa sobre la superficie del agua de las regiones más lejanas de la Luna. De esta manera el nivel de agua en el lado opuesto de la Tierra   también subirá –debido a que el arrastre gravitacional es menor que sobre la Tierra. Como el nivel del agua aumenta en los dos lados de la Tierra, en medio tendrá que bajar para compensar la diferencia. Como resultado la superficie de agua presentará dos bultos, unos en cada lado de la Tierra.

Amplitud de las mareas y duración de los ciclos – La rotación de la Tierra respectivo a la Luna es un día lunar (24 horas y 48 minutos). De acuerdo con esto, los dos bultos de agua viajan a esta velocidad, produciéndose una marea alta cada 12 horas y 24 minutos. Teóricamente la amplitud de las mareas es de 54 cm en su punto más alto. Esta sería la amplitud que se alcanzaría si el océano sería uniforme y la Tierra no estaría girando. El Sol también produce mareas, cuyo amplitud teórico es de aproximadamente 25 cm (46% de la amplitud producida por la Luna) y el tiempo del ciclo es de 12 horas. Durante la marea viva los dos efectos se suman llegando a unos 79 cm teóricos, mientra que durante la marea muerta la amplitud teórica producida es de 29 cm. La distancia entre la Tierra, la Luna y el Sol varía debido a sus órbitas que son elípticas y no circulares. Esto causa una variación en la fuerza de las mareas y en la amplitud teórica de más o menos 18% para la Luna y 5% para el Sol. Si ambos estarían alineados y lo más cercanos a la Tierra posible, en teoría se produciría una amplitud de 93 cm. Las amplitudes en la realidad varían considerablemente debido a las desigualdades en la latitud (influencia la distancia al Sol y a la Luna), la forma y geometría de la costa y las tormentas (que también pueden mover grandes cantidades de agua).

El intervalo de marea – Debido a las mareas producidas por la Luna en periodos de 12.42 horas (mitad del periodo sinódico de la Tierra), que es considerablemente menos que el periodo natural presenciado en los océanos, se producen complejos fenómenos de resonancia. El intervalo entre que pasa la Luna y la respuesta de la marea varía entre dos horas en los océanos del Sur y dos días en el Mar del Norte. El intervalo medio es de seis horas (lo que significa que la marea baja ocurre durante el cenit o el nadir de la Luna, lo que va en contra de lo que intuitivamente pensaríamos)

Las mareas y la navegación – Las mareas son de extrema importancia al navegar: de hecho, errores significativos y potenciales pueden ocurrir en las calculaciones de la posición del navío si no tenemos en cuenta las mareas. La altura de las mareas también es muy importante, ya que existen varios puertos y ríos que son inaccesibles para los barcos durante la bajamar, debido a que la quilla de los navíos tocaría el fondo. La previsión de las mareas se puede encontrar fácilmente en las tablas de marea respectivos a la zona de interés.