|
Ondas internas |
|
IR DIRECTAMENTE AL EXPERIMENTO Las ondas internas pueden ocurrir de diversas maneras en el océano. Las que vamos a explorar en este caso, son las que ocurren en la interfase entre dos capas de un mismo fluido pero que tienen diferente densidad. Estas condiciones se dan, por ejemplo, en los estuarios o en fiordos o en la llamada picnoclina del océano, que es una región donde se producen fuertes variaciones (o gradientes) de la densidad. Estas ondas se producen porque cuando dos capas de fluido de densidades diferentes se encuentran una sobre la otra, la gravedad hace que la interfase (o superficie de separación entre las capas) tienda a mantenerse horizontal. Si algo perturba esa interfase, entonces la gravedad tenderá a "restaurar" la horizontalidad, comportándose como si fuera un "resorte" y, por lo tanto generando ondas. En realidad se trata del mismo mecanismo que produce ondas en la superficie del agua. Si nada perturba la superficie de una pileta, ésta tiende a mantenerse horizontal. Pero si la perturbamos, por ejemplo tirando una piedra, veremos que se generan ondas que rápidamente se alejan del punto donde ésta impactó. Como consecuencia de que se generan internamente en el fluido y, en este caso, el efecto de la gravedad se ve atenuado por el del empuje, las ondas internas son mucho más lentas y más grandes que las ondas externas que se observan en la superficie. Más aún, estas ondas producen grandes excursiones de la interfase, pero apenas si logran mover en algo a la superficie. La imagen a continuación, por ejemplo, muestra un ecograma (o sea el registro de una ecosonda) tomado por un barco operando en el estrecho de Lombok (al norte de Bali). La onda se observa como consecuencia de que desplaza plancton y otros detritos oceánicos y tiene una longitud de onda de 1800 m, una amplitud de 100 m y una velocidad de fase de sólo 1.5 m/s.
Imagen de Susanto et al. (2005) Los valores típicos del período de estas ondas en el océano (o tiempo que tardan en pasar dos crestas o valles consecutivos) oscila entre 20 minutos y 12 horas. También afectan de modo curioso a las partículas de fluido en las capas superior e inferior ya que éstas tienden a moverse en direcciones opuestas a medida que pasa la onda. Por qué? Podemos estudiarlo en la animación a continuación:
Vemos que a medida que la onda pasa, si se genera un valle, entonces el agua de la capa superior debe llenar rápidamente el valle y la inferior debe retirarse hacia los lados para liberar el lugar requerido para la generación del valle. Lo recíproco ocurre en una cresta. Si en lugar de observar sólo una longitud de onda, como en el caso anterior, observáramos muchas veríamos lo siguiente:
Es decir, asociado al pasaje de las crestas se produce la aglomeración o "convergencia" de partículas de la capa superficial, mientras que asociado al pasaje de valles se produce la "divergencia". Esta convergencia produce la acumulación de plancton y otros detritos oceánicos, que hacen posible observar a simple vista la presencia de estas ondas en el interior del océano a través de las llamadas "slicks" o "líneas de diferente rugosidad". Por ejemplo, la fotografía de abajo, muestra una de estas líneas observada desde un barco.
Merced a estas líneas, se puede observar las ondas internas a simple vista, desde naves aéreas o desde satélites. Por ejemplo, la imagen a continuación muestra los slicks asociados a ondas internas en el estuario del Río Derwent en Hobart, Tasmania. El período de estas ondas era de 20 minutos. Notá la gran longitud de estas ondas por comparación con el velero.
La siguiente figura muestra ondas internas en el canal de Mozambique en una imagen satelital MODIS:
La fotografía de abajo fue tomada por astronautas a bordo del trasbordador espacial y muestra ondas internas en la región de Gibraltar:
En la siguiente, vemos ondas internas frente a la bahía de San francisco fotografiadas por astronautas de la estación espacial internacional.
Es muy probable que estas ondas se vinculen con leyendas sobre monstruos marinos debido a un curioso fenómeno asociado con ellas y conocido como "aguas muertas". Cuando un barco navega en regiones donde la capa superior es muy somera, como ocurre típicamente en fiordos o algunos estuarios o en regiones árticas o antárticas, es posible que el propio barco perturbe la interfase generando ondas internas. Los movimientos asociados a estas ondas consumen la energía proporcionada por el barco y las hacen aún más grandes. Como las ondas progresan muy lentamente, atrapan al barco en ese movimiento y lo detienen, dando la sensación de que "algo" (un monstruo marino?) lo está reteniendo. Estas ondas también pueden ocurrir en la atmósfera. Aunque tal vez no te hayas dado cuenta, es seguro que alguna vez las viste. Fijate en la imagen a continuación
Las bandas con y sin nubes se deben a las regiones de ascenso y descenso de la masa de aire como consecuencia del pasaje de la onda. Cuando el aire sube, se enfría y el vapor de agua se condensa formando nubes. Esas son las zonas blancas en la fotografía. Cuando el aire desciende, se calienta y el agua se evapora. Como el vapor de agua es transparente, no lo vemos. Esas son las zonas azules en la imagen.
|
