Curiosidades sobre los astros, propuestas de observaciones sencillas, aspectos cotidianos pero poco conocidos, todo ello con un enfoque didáctico.

miércoles, 13 de diciembre de 2017

Trópicos y círculos polares

Quizás alguna vez te hayas preguntado qué significan y por qué se ponen justamente ahí los círculos polares y los trópicos, esas líneas en los mapas y globos terráqueos que suelen dibujarse a trazos, que alteran y se intercalan en los intervalos regulares cada 20 o 30 grados con que aparecen el resto de los paralelos en líneas continuas.
Indicaciones de los trópicos y los círculos polares. Conviene remarcar que en los mapamundis rectangulares las latitudes no se representan proporcionalmente por consecuencias geométricas en las proyecciones de una esfera en un plano, la zona intertropical aparece reducida proporcionalmente respecto a otras latitudes más altas, y los círculos polares no están completos, incluso el Antártico aparece más recortado que el Ártico. De ello hablé en “El mapa de Peters, una imagen diferente del tercer planeta

Se va acercando ya la fecha del solsticio (de verano en el hemisferio Sur y de invierno en el Norte), y es precisamente ese día cuando los trópicos y los círculos polares cobran significado y razón de ser.


El motivo de su existencia es la inclinación del eje terrestre. El eje de rotación del tercer planeta no está perpendicular al plano en el que se mueve al realizar su traslación alrededor del Sol (como podría parecer lógico y así ocurre en Mercurio) sino que está inclinado aproximadamente 23,5º. En el primer planeta se pueden trazar meridianos y paralelos, pero no existen los trópicos ni los círculos polares.

Debido a esa inclinación del eje terrestre se producen las estaciones y una consecuencia extrema de ellas es que hay regiones donde en ciertas épocas del año el Sol no se pone en las 24 horas, y otras en que en algún momento llega a estar en el cenit. Los primeros corresponden al interior de los círculos polares y los segundos a la zona intertropical.

Fuera de ambas zonas esos fenómenos no ocurren nunca y son precisamente en los límites de estas regiones donde esto sucede exactamente en las fechas de los solsticios: el Sol pasa por el cenit a mediodía en los lugares situados en uno de los trópicos y llega a rozar el horizonte a medianoche sin llegar a ocultarse en el límite de uno de los círculos polares (sol de medianoche). El próximo 21 de diciembre ocurrirá en el trópico de Capricornio y en el Círculo polar Antártico respectivamente.
En contraposición, en el borde del Círculo polar Ártico ese día el Sol solo aparecería un instante, justo a mediodía en el horizonte Sur, para volverse a ocultar inmediatamente. Aunque esto es solo en teoría, porque la refracción atmosférica modifica ligeramente la situación al verse el Sol un poco más alto de lo que está en realidad y además el astro rey no es solo un punto y por todo ello a casi un centenar de kilómetros del círculo polar puede verse parte del disco solar en esos momentos.


Siendo la inclinación del eje terrestre los mencionados 23,5º, las latitudes de los trópicos de Capricornio y de Cáncer corresponderán precisamente a ese mismo valor (Sur y Norte respectivamente) y las de los círculos polares a las complementarias: 66,5º (90º-23,5º)

En otros planetas.

Como la situación de estas líneas depende de la inclinación del eje de rotación, en cada planeta habría que situarlas en latitudes diferentes. Como se ha dicho, en Mercurio no existen (ambos trópicos estarían en el Ecuador mismo y los círculos polares se limitarían al propio polo), en Marte son muy similares a la Tierra, en Neptuno limitan zonas algo más amplias, mientras que en Urano, el caso más extremo, la zona intertropical abarca casi todo el planeta (desde la latitud 82ºN hasta 82ºS), y los círculos polares también serían amplísimos, llegando hasta solo 8º del Ecuador, con lo que ambas zonas se solapan y en la mayor parte del planeta se producen las situaciones extremas del Sol en el cenit o de medianoche
En la siguiente imagen se recogen las situaciones de estos dos planetas.
Posición de los trópicos y círculos polares en Neptuno y Urano, comparados con los de la Tierra. 

Volviendo al tercer planeta, el nuestro.

De todo esto, de cómo se mueve el Sol en estas zonas de la Tierra, y de lo que ocurre en todas las regiones terrestres en general, ya he hablado recientemente de manera ligera en “los caminos del Sol… “. sin justificar los motivos por lo que ocurre; pero hoy quería recoger una curiosa circunstancia que he leído hace unos días este artículo publicado por microsiervos, y de otros asuntos relacionados con el tema.

Tal como se puede leer ahí, en la pequeña isla de Grímsey (Islandia) una gran bola de hormigón señala el borde del Círculo Polar Ártico.


Imagen tomada del citado artículo, escrito por Nacho Palou.
Todos los años mueven la bola para que siga estando en el lugar correcto porque, tal como ahí puedes leer, el círculo polar (y también los trópicos) se mueven, aunque hay que precisar algunas circunstancias diferentes que suelen confundirse y que pudieran llevar a error.
Como son temas técnicos, los pongo a continuación en el anexo.

Es muy curiosa la historia de la bola de hormigón de la isla de Grímsey pero no solo ella, sino también los otros indicadores de la posición de círculos polares, ecuador, trópicos y de los mismos polos deberían moverse de manera continua por diferentes motivos.

Imágenes de otros indicadores, tomadas de wikipedia y de peatonando.com

1- Por un lado, el punto exacto que marca cada uno de los dos polos geográficos terrestres, por donde pasa el eje de rotación, se mueven unos pocos centímetros cada año al cambiar ligeramente la distribución de la masa de la Tierra o como consecuencia de terremotos o incluso fenómenos atmosféricos. Por lo tanto también se moverán con ellos los círculos polares, el ecuador y los trópicos.
Parece ser que hasta el año 2000 el Polo Norte se movía en dirección a la Bahía de Hudson en Canadá, pero debido al deshielo provocado por el cambio climático ha modificado el rumbo hacia Inglaterra y se ha acelerado hasta unos 15 centímetros cada año. Esto afecta a la latitud de cada lugar, que varía ligeramente a lo largo de los años de manera irregular e impredecible de cara a un futuro lejano, aunque de muy poca magnitud comparado al que se produce por otras causas.
Los dos polos se mueven
2- La inclinación del eje terrestre no es fija, sino que oscila entre 22,1º y 24,5º en un ciclo de 41000 años, habiendo otros ciclos menores.
Esto cambia la posición de trópicos y círculos polares, pero no la del polo y por ello tampoco la del Ecuador. La variación anual es de unos pocos metros.
La inclinación actual (en 2017) es de 23° 26' 14" y está disminuyendo ligeramente.


3- El movimiento de la precesión de los equinoccios no afecta a esta historia (se puede ver en este enlace). 
Debido a la precesión se mueve el polo celeste, la dirección hacia donde apunta el eje de rotación de nuestro planeta, y eso hace cambiar la estrella polar,  pero no influye en la situación de trópicos o círculos polares.

4- Pero la posición de estas líneas de referencia sí está afectada por el cuarto movimiento de la Tierra: la nutación; y de hecho es la principal causa en magnitud del movimiento de la bola de la isla de Grímsey, con una magnitud de unos 15 metros al año.
El movimiento de cabeceo del eje debido a la precesión de los equinoccios está alabeado por la nutación debida a la influencia de la Luna, lo que hace que cambie ligeramente la inclinación de dicho eje y por lo tanto, como en el caso 2, cambia la posición de círculos polares y trópicos. Gráfico tomado de Wikipedia.

5- En este asunto no tiene ninguna influencia el movimiento del polo magnético, que es de una magnitud mucho mayor que los citados antes. Esta variación afecta a las indicaciones de las brújulas y a la necesaria corrección de la declinación magnética de cara a la orientación con ellas, pero no a las posiciones de los paralelos que se trazan únicamente a partir de los polos geográficos. 

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