Mareas y Dinámica de las Mareas
La atracción gravitatoria de la Luna y el Sol produce un ritmo predecible de subida y bajada del nivel del mar, pero es la forma de las cuencas oceánicas y la rotación de la Tierra lo que convierte esa fuerza en la rica variedad de mareas observadas en la costa.
Definition
Las mareas son el ascenso y descenso periódico del nivel del mar causado por la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol combinada con la rotación de la Tierra; la dinámica de las mareas es el estudio de cómo estas fuerzas impulsan el movimiento del océano.
Scope
Este tema abarca el origen gravitatorio de las fuerzas generadoras de mareas, las teorías de equilibrio y dinámicas de las mareas, los constituyentes armónicos utilizados para la predicción de mareas, la formación de sistemas de mareas rotatorios (anfidromías) en las cuencas oceánicas, la amplificación de las mareas en mares poco profundos y las corrientes de marea resultantes.
Core questions
- ¿Qué fuerzas gravitatorias generan las mareas?
- ¿Por qué la teoría de equilibrio no logra predecir las mareas reales y qué añade la teoría dinámica?
- ¿Cómo se predicen las mareas a partir de los constituyentes armónicos?
- ¿Por qué el rango y el momento de las mareas varían tanto de un lugar a otro?
Key theories
- Fuerza generadora de mareas y marea de equilibrio
- La diferencia entre la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol a través de la Tierra y la aceleración orbital produce fuerzas generadoras de mareas, cuya respuesta idealizada es la marea de equilibrio.
- Teoría dinámica y sistemas anfidrómicos
- Debido a que el océano no puede responder instantáneamente, las mareas se propagan como ondas que, desviadas por la fuerza de Coriolis y restringidas por las cuencas, giran alrededor de puntos anfidrómicos de rango casi nulo.
Mechanisms
La Luna y el Sol ejercen fuerzas gravitatorias que varían a lo largo de la Tierra, produciendo protuberancias de marea; a medida que la Tierra rota y los cuerpos orbitan, estas fuerzas impulsan ondas de marea que viajan a través de las cuencas oceánicas. Restringidas por las costas y desviadas por la fuerza de Coriolis, las ondas forman sistemas anfidrómicos rotatorios, y en mares y bahías poco profundas la resonancia puede amplificar drásticamente el rango.
Clinical relevance
La predicción de mareas es esencial para la navegación, las operaciones portuarias y la ingeniería costera; las corrientes de marea dispersan contaminantes y nutrientes, impulsan la mezcla, transportan energía que puede ser aprovechada para la generación de energía y se combinan con la marejada ciclónica para establecer el riesgo de inundación costera.
History
Newton explicó la fuerza generadora de mareas y la marea de equilibrio; Laplace formuló las ecuaciones dinámicas de las mareas, George Darwin desarrolló el análisis armónico y Kelvin (William Thomson) construyó las primeras máquinas de predicción de mareas, estableciendo la predicción precisa de mareas que todavía se utiliza hoy en día.
Key figures
- Isaac Newton
- Pierre-Simon Laplace
- George Darwin
- William Thomson
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Frequently asked questions
- ¿Por qué suele haber dos mareas altas al día?
- Las fuerzas generadoras de mareas elevan protuberancias de agua tanto en el lado de la Tierra que mira a la Luna como en el lado opuesto, por lo que a medida que el planeta rota la mayoría de las costas pasan por dos mareas altas y dos mareas bajas cada día.
- ¿Qué causa las mareas vivas y muertas?
- Cuando el Sol y la Luna se alinean, sus fuerzas de marea se suman para dar grandes mareas vivas; cuando están en ángulo recto, las fuerzas se cancelan parcialmente para dar mareas muertas más pequeñas, ciclando aproximadamente cada dos semanas.