Corrientes de gravedad - Experimento

Para realizar este experimento, utilizamos un tanque largo, de aproximadamente 1.5 m de longitud con una "trampa" levadiza en cada extremo.

También utilizamos colorantes vegetales, sal y bolsas de plástico.

Comenzamos por llenar el tanque con agua dulce hasta alcanzar una altura de aproximadamente dos tercios. En una de las trampa, y dentro de una bolsa de plástico, colocamos agua salada y coloreada, como muestra la figura:

Luego sacamos cuidadosa y rápidamente la bolsa de plástico y levantamos la trampa. Veremos entonces cómo avanza la corriente de gravedad y cómo se forma el núcleo redondeado en la punta que observamos en las figuras de la página anterior:

La figura a continuación muestra un detalle del frente de avance de la corriente de gravedad:

Es posible mejorar la visibilidad de los detalles colocando un papel blanco (o cuadriculado si queremos medir), iluminando por atrás y oscureciendo el ambiente. En la imagen de detalle a continuación es posible ver que en la zona de interfase entre el agua salada (más oscura) y la dulce (más clara) se forma gran cantidad de ondas y, en particular, ondas de Kelvin-Helmholtz.

Variando el contenido de sales del agua coloreada, es posible variar la velocidad de avance de la corriente de gravedad. Las figuras a continuación muestran los resultados del experimento para tres soluciones de salinidad progresivamente mayor. En todos los casos, se muestra el resultado 10 segundos después de abrir la trampa extraídos de una filmación de los experimentos:

Poniendo una cinta métrica en la parte inferior del tanque (en amarillo en la figura) y analizando filmaciones es posible computar la velocidad.

Otro experimento interesante que se puede realizar con este dispositivo, es estudiar el encuentro o "choque" de dos corrientes de gravedad asociadas a masas de densidad diferentes. Para ello, llenamos las dos trampas con agua salada con diferente densidad y coloreadas con dos colores contrastantes.

Al liberar las trampas al mismo tiempo, ambas corrientes avanzan. La más densa lo hace más rápido y la menos densa lo hace más despacio.

En el caso de la imagen de arriba, la solución verde era más densa y la roja, menos densa. Se ve claramente que al cabo de un cierto tiempo, la corriente más densa (verde) ha avanzado más que la corriente menos densa (roja).

Qué ocurrirá cuando se encuentren? Pues evidentemente, la más densa debe permanecer abajo y la menos densa será obligada a subir:

Qué pensás que ocurriría si las dos corrientes se generan con masas de agua de la misma densidad? Las figuras a continuación muestran los resultados de ese experimento:

En este caso, como podíamos imaginar, las corrientes se encuentran en el centro del tanque y ambas fueron impulsadas hacia arriba después del encuentro. Como resultado del choque, en la última figura podemos observar abundante generación de ondas internas.