Marea para niños
La marea es el cambio regular del nivel del mar. Esto ocurre principalmente por la fuerza de atracción que el Sol y la Luna ejercen sobre la Tierra. Aunque esta fuerza afecta a todo el planeta (tierra, agua y aire), cuando hablamos de mareas nos referimos a cómo sube y baja el agua de los mares y océanos.
Otros eventos como los vientos fuertes, las lluvias intensas, el desborde de ríos o los tsunamis también pueden cambiar el nivel del mar. Sin embargo, estos no son mareas porque no son causados por la fuerza de gravedad ni ocurren de forma regular.
Contenido
Historia de las Mareas
El fenómeno de las mareas se conoce desde hace mucho tiempo. Se cree que Piteas, un explorador griego del siglo IV antes de Cristo, fue el primero en notar que la altura de la marea estaba relacionada con las fases de la Luna y que ocurría de forma periódica.
Más tarde, Plinio el Viejo (23-79 d.C.) en su libro Naturalis Historia describió correctamente las mareas. Él también pensó que estaban conectadas con la Luna y el Sol.
Mucho después, científicos como Francis Bacon y Johannes Kepler intentaron explicar este fenómeno. Pero fue Isaac Newton quien, en su famoso libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), dio la explicación de las mareas que usamos hoy. Después, Pierre-Simon Laplace (1749-1827) y otros científicos estudiaron las mareas de forma más profunda.
¿Qué Significan los Términos de las Mareas?
Para entender las mareas, es útil conocer algunos términos importantes:
- Marea alta o pleamar: Es el momento en que el agua del mar alcanza su nivel más alto.
- Marea baja o bajamar: Es el momento opuesto, cuando el mar está en su nivel más bajo.
Normalmente, entre una pleamar y una bajamar pasan unas seis horas. Un ciclo completo (dos pleamares y dos bajamares) dura aproximadamente 24 horas y 50 minutos.
- Flujo: Es el proceso en que el nivel del mar sube lentamente. Esto ocurre por el aumento de la atracción de la Luna o del Sol, o de ambos.
- Reflujo: Es el proceso en que el nivel del mar baja de forma gradual. Esto se debe a que la atracción de la Luna o del Sol disminuye.
- Amplitud de marea: Es la diferencia de altura entre la pleamar y la bajamar.
- Marea viva o marea de sizigia: Son las mareas más grandes. Ocurren cuando el Sol, la Luna y la Tierra están alineados. Esto pasa durante la luna llena y la luna nueva.
- Marea muerta o marea de cuadratura: Son las mareas más pequeñas. Se producen cuando la Tierra, el Sol y la Luna forman un ángulo de 90 grados. Esto sucede durante las fases de Cuarto Creciente y Cuarto Menguante.
- Líneas cotidales: Son líneas imaginarias que unen los puntos donde la pleamar ocurre al mismo tiempo.
- Puntos anfidrómicos: Son lugares donde las líneas cotidales se juntan y la amplitud de la marea es casi cero.
¿Cómo Funcionan las Mareas?
La explicación completa de las mareas es compleja. Para entenderla mejor, imaginemos que la Tierra es una esfera sin continentes, cubierta de agua, y que gira alrededor del Sol. Por ahora, no tendremos en cuenta la Luna.
La fuerza de atracción entre dos cuerpos celestes, como la Tierra y el Sol, se calcula con la ley de gravitación de Newton. Esta fuerza es la que hace que la Tierra gire alrededor del Sol.
Todas las partes de la Tierra giran alrededor del Sol a la misma velocidad. Sin embargo, no todas están a la misma distancia del Sol. Las partes de la Tierra que están más lejos del Sol sienten una atracción un poco menor, y las que están más cerca sienten una atracción un poco mayor.
Este pequeño desequilibrio hace que el agua de los océanos se estire. El agua del lado de la Tierra que mira hacia el Sol es atraída hacia él. El agua del lado opuesto también se estira hacia afuera, lejos del Sol. Esto hace que la esfera de agua que cubre la Tierra se alargue un poco, formando una especie de elipsoide (una forma ovalada) con su parte más larga apuntando hacia el Sol.
Mareas Solares
El efecto del Sol en las mareas es notable. La diferencia de altura entre la parte más alta y la más baja de este "elipsoide" de agua, debido solo al Sol, es de unos 24,4 centímetros. Como la Tierra gira, un lugar en el ecuador experimenta dos pleamares y dos bajamares al día, con un ciclo de 12 horas.
Mareas Lunares
La Luna también gira alrededor de la Tierra. En realidad, tanto la Luna como la Tierra giran alrededor de un punto común llamado centro de masas. Este punto está dentro de la Tierra, a unos 4670 kilómetros de su centro.
La Luna tiene una masa menor que el Sol, pero está mucho más cerca de la Tierra. Por eso, su efecto en las mareas es más fuerte. El cálculo de las mareas lunares es similar al de las solares, pero usando la masa y distancia de la Luna.
La diferencia de altura del océano debido a la Luna es de aproximadamente 35,6 centímetros. Esto significa que las mareas lunares son casi el doble de grandes que las mareas solares. El ciclo de las mareas lunares es de 12 horas, 25 minutos y 10 segundos.
¿Por qué hay Mareas Vivas y Mareas Muertas?
El "elipsoide" de agua creado por el Sol apunta hacia el Sol. El "elipsoide" creado por la Luna apunta hacia la Luna. Como la Luna se mueve alrededor de la Tierra, estos dos "elipsoides" no siempre están alineados.
Cada 14,76 días, los ejes más largos de ambos "elipsoides" se alinean. Cuando esto sucede, los efectos del Sol y la Luna se suman, y las mareas son máximas. A estas las llamamos mareas vivas o mareas de sizigia. Esto ocurre durante la luna nueva y la luna llena.
Cuando los ejes de los "elipsoides" están en ángulo recto (90 grados) entre sí, los efectos del Sol y la Luna se contrarrestan parcialmente. En este caso, las mareas son mínimas y se llaman mareas muertas o mareas de cuadratura. Esto sucede durante el cuarto creciente y el cuarto menguante.
Inclinación del Eje de la Tierra
El eje de rotación de la Tierra está inclinado unos 23,27 grados. Además, el plano de la órbita de la Luna también está inclinado. Esto significa que los "elipsoides" de marea rara vez están perfectamente alineados con el ecuador de la Tierra.
Debido a esta inclinación, las dos pleamares que ocurren en un día en un mismo lugar pueden no tener la misma altura. Una puede ser más alta que la otra. Las mareas son más grandes cuando las dos pleamares diarias son iguales. Esto ocurre cuando el Sol está en el plano del ecuador, durante los equinoccios (alrededor del 21 de marzo y 23 de septiembre). Por eso, las mareas de equinoccio son las más grandes del año.
Otros Factores que Afectan las Mareas
Además de lo anterior, otros factores influyen en la altura de las mareas:
- Las órbitas de la Tierra alrededor del Sol y de la Luna alrededor de la Tierra no son círculos perfectos, sino elipses. Cuando la Tierra está más cerca del Sol (perihelio), las mareas son más fuertes. De igual manera, cuando la Luna está más cerca de la Tierra (perigeo), las mareas también son más grandes.
- Las mareas son máximas cuando el Sol, la Tierra y la Luna están perfectamente alineados.
¿Cómo Influyen los Continentes?
En un modelo ideal sin continentes, las mareas se moverían de forma sencilla. Pero la presencia de los continentes bloquea el movimiento del agua. Esto hace que el comportamiento de las mareas sea mucho más complejo.
En la imagen de la derecha, puedes ver que la altura de los océanos no sigue una onda simple. El movimiento del agua es más complicado. Las líneas blancas son las líneas cotidales, y los puntos blancos son los puntos anfidrómicos, donde la marea es casi cero.
En mares más pequeños, como el Mediterráneo, las mareas son aún más complejas. El agua no puede simplemente subir o bajar en todo el mar a la vez. Se mueve de un lado a otro, y la forma de las costas desvía este movimiento.
Las Mareas en las Costas
| Lugar | Amplitud (metros) |
|---|---|
| Granville, bahía del Monte Saint-Michel (Francia) | 13,6 |
| Burntcoat Head, Minas Basin, bahía de Fundy (Nueva Escocia, Canadá) | 11,7 |
| Leaf Lake, bahía de Ungava (Quebec, Canadá) | 9,8 |
| Newport, canal de Bristol (Inglaterra) | 9,2 |
| Sunrise, Turnagain Arm, en el Cook Inlet (Alaska, EE.UU.) | 9,2 |
| Río Gallegos (Reducción Beacon) (Argentina) | 8,8 |
| Entrada del río Koksoak, en la bahía de Hudson (Canadá) | 8,7 |
| Banco Dirección, en el estrecho de Magallanes (Chile) | 8,5 |
En alta mar, la amplitud de las mareas suele ser menor de un metro. Sin embargo, cerca de las costas, la amplitud puede ser mucho mayor, llegando a superar los 10 metros en algunos lugares. La tabla de la derecha muestra algunos ejemplos.
¿Por qué esta diferencia? La razón es la resonancia del agua sobre la plataforma continental. Esta capa de agua es poco profunda (menos de 200 metros) y puede ser muy extensa. Cuando el nivel del mar sube en la entrada de una bahía o canal, el agua entra con fuerza. Debido a la inercia del agua y la forma del lugar, el movimiento se amplifica, creando mareas mucho más grandes.
Por ejemplo, en la Bahía de Fundy en Canadá, el período natural de oscilación del agua es muy parecido al período de las mareas astronómicas (12 horas y 25 minutos). Esto causa una resonancia que produce mareas extremadamente grandes.
Mareas en la Zona Ecuatorial
Cerca del ecuador terrestre, las mareas suelen ser muy débiles, casi imperceptibles. Esto se debe a que en el ecuador, la fuerza centrífuga (generada por la rotación de la Tierra) es mayor. Esta fuerza hace que el nivel del mar sea naturalmente más alto en el ecuador que en otras zonas. La fuerza centrífuga se ejerce de manera uniforme en toda la circunferencia ecuatorial, lo que "enmascara" los efectos de las mareas.
Sin embargo, en las desembocaduras de los ríos cercanos al ecuador, el ascenso del agua del mar puede empujar el agua del río hacia arriba. Esto crea una ola que sube río arriba, conocida como macareo en el delta del Orinoco o pororoca en el río Amazonas.
Corrientes de Marea
Cuando el nivel del mar sube y baja en la plataforma continental, el agua se mueve alternativamente hacia la costa y hacia el mar. La velocidad y dirección de estas corrientes de marea pueden variar mucho.
En lugares con mareas muy grandes, las corrientes de marea pueden ser muy rápidas. Por ejemplo, en el Canal de la Mancha, en zonas como el Raz de Sein o el Raz Blanchard en Francia, la corriente puede superar los 18 kilómetros por hora durante las mareas más fuertes.
Centrales Mareomotrices
La energía de las mareas se ha usado desde la Edad Media en países como Inglaterra, Francia y España. Los antiguos molinos de mareas usaban el movimiento del agua para moler grano. Con la llegada de los motores eléctricos, estos molinos dejaron de usarse.
Hoy en día, existen las centrales mareomotrices, que generan electricidad aprovechando el movimiento de las mareas. Sin embargo, la construcción de estas centrales puede causar cambios importantes en el medio ambiente, como la acumulación de sedimentos en los ríos o cambios en la salinidad del agua y en los ecosistemas cercanos.
Mareas Terrestres
Las mismas fuerzas de gravedad que causan las mareas en los océanos también deforman la corteza terrestre. Aunque no lo notemos, la superficie de la Tierra se eleva y baja unos 25 a 30 centímetros durante las mareas vivas, y casi 50 centímetros durante los equinoccios.
Mareas Atmosféricas
El aire de la atmósfera, al ser un fluido, también se ve afectado por las mareas. La atracción del Sol y la Luna puede cambiar el espesor y la altura de la atmósfera, lo que a su vez afecta la presión atmosférica.
Por ejemplo, la presión atmosférica puede disminuir durante la luna llena y la luna nueva. Esto puede influir en el clima, contribuyendo a la condensación y a las lluvias. En la zona ecuatorial, donde la atmósfera es más gruesa debido a la fuerza centrífuga, los efectos de las mareas atmosféricas pueden ser menos evidentes, pero aún así influyen en fenómenos como la intensidad de los huracanes.
Frenado de la Rotación de la Tierra
El movimiento de las mareas, tanto en el agua como en la Tierra sólida, consume energía. Esta pérdida de energía hace que la rotación de la Tierra se frene muy lentamente. Como resultado, la duración del día aumenta unos 17 microsegundos por año (aproximadamente 1 segundo cada 59.000 años).
Al mismo tiempo, la Tierra ejerce una fuerza sobre la Luna que le comunica energía. Esto hace que la Luna se aleje de la Tierra unos 38 milímetros cada año, y que la duración del mes lunar aumente.
De manera similar, la Tierra también produce mareas en la Luna. La fricción causada por estas mareas frenó la rotación de la Luna hace mucho tiempo, haciendo que siempre nos muestre la misma cara. En otros satélites del sistema solar que aún giran, la energía liberada por estas deformaciones de marea puede generar actividad volcánica.
Véase también
En inglés: Tide Facts for Kids
- Fuerza de marea
- Marea del planeta Tierra
- Llanura de marea
- Marisma
