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

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sábado, 22 de mayo de 2021

El ocaso de una luna diferente

Si vives en América te sugiero que madrugues el día 26 y observes la Luna al final de la noche, cuando vaya a ocultarse por el horizonte.

El ocaso de una luna con forma extraña y en una postura "imposible” podría ser algo muy especial.
 Algo así, con los cuernos hacia abajo poco antes de ponerse al amanecer, lo que nunca ocurre en una fase lunar, podría verse desde México, mientras que desde otros lugares de América se la verá en posturas diversas.

Dedico este post a mis muchos lectores del continente americano, tanto del Sur como del Norte, pero especialmente a los que lo leen desde Argentina, porque últimamente Google me dice que han aumentado mucho su número, llegando algunos días a ser el país donde tiene mejor acogida. Además especialmente en estos momentos difíciles allí por la pandemia.

Durante la noche del martes al miércoles en los cielos del océano Pacífico y lugares cercanos se producirá un eclipse de Luna. Esta vez no se verá en Europa (ocurrirá cuando aquí sea de día, ya el miércoles por la mañana) pero también para los que vivimos al Este del Atlántico conocer las circunstancias y del fenómeno puede ser interesante.

Tal como se indica, desde la zona sombreada en color verde se verá el eclipse, en fase total o parcial. No se han incluido los lugares desde los que se vería penumbral, porque apenas se aprecia casi nada.
Se han tomado los datos de https://eclipse.gsfc.nasa.gov/ 

A diferencia de los eclipses de Sol, donde la distinta perspectiva hace que no se vean a la vez  desde todos los lugares en que nuestro satélite pasa delante del disco solar, los de Luna se aprecian simultáneamente en cualquier punto del planeta en que la Luna esté sobre el horizonte, porque el hecho de que entre en la sombra de la Tierra y deje de recibir la luz solar es algo objetivo que será apreciable a la vez

Exceptuando las fases penumbrales que, insisto,  prácticamente no son apreciables, los horarios son los siguientes:

Se ha incluido la hora central europea (CET) solo como referencia. El huso UTC-3 corresponde a Argentina, Uruguay y zona Este de Brasil. Para otros lugares habría que adaptar a la zona horaria correspondiente. Los más madrugadores serían California (UTC-7) y México, Peru, Colombia y Ecuador (UTC -5), donde el eclipse parcial comenzará a las 2:45 y 4:45 respectivamente. 

Como estos eclipses ocurren necesariamente en luna llena, que la tenemos en nuestros cielos siempre de noche, el eclipse se verá desde los lugares en que sea de noche en esos momentos. Como se ha dicho esta vez desde la mayor parte del océano Pacífico, casualmente centrado casi exactamente en él, y su final coincidirá con el amanecer en muchas zonas de América.

Desde el “nuevo continente” en las últimas horas antes de que empiece el nuevo día, cuando ya por el Este empiece a clarear, en la parte opuesta del cielo se podrá ver la luna llena muy brillante que comenzará a eclipsarse y luego se mostrará rojiza y oscura, o quizás solo dará tiempo a ver brillar un pequeño fragmento de la misma, correspondiente a la fracción iluminada en ese momento. Todo dependerá del lugar en que esté el observador según el siguiente mapa, y de la altura del horizonte Oeste.

Zonas de América en que se ven las diferentes fases del eclipse. En todos estos lugares ocurrirá al final de la noche. Al principio de la misma la situación será simétrica en la costa Este de Asia y en Oceanía.
Tampoco en este mapa se han tenido en cuenta las fases penumbrales del eclipse.

Quizás la imagen más curiosa se vea desde la zona amarilla, que atraviesa parte de Argentina, Chile, Perú, Ecuador, Costa Rica, Nicaragua, Honduras, México, USA y Canadá, donde la Luna se ocultará totalmente eclipsada y costará distinguirla con el cielo ya brillante en el momento del amanecer o ligeramente antes, según la altura del horizonte. 

Según se aprecia en el mapa, en Argentina y en USA podrán ocurrir cualquiera de las 4 situaciones, dependiendo del lugar concreto.

Más hacia el Este de estas zonas, en gran parte de Brasil, el Atlántico, y Europa, veremos ponerse la Luna antes de que empiece el espectáculo: una luna llena, como ha estado toda la noche, más grande y brillante de lo habitual, pero que no nos sugerirá lo que vaya a ocurrir luego.

Por ejemplo, desde Buenos Aires podrá verse el comienzo del eclipse y la Luna estará ya cerca de su ocaso, a solo 3º de altura cuando esté eclipsada al 50%, sobre las 7:30 hora local.

Si estás por allí o en otras zonas de la franja roja, podrás ver una puesta de Luna como posiblemente no la hayas visto nunca. Porque según vaya acercándose hacia el horizonte irá cambiando de aspecto, oscureciéndose parte del disco al sumergirse en la sombra de la Tierra y quizás alguien se quede con la idea errónea de que vio salir una luna llena al anochecer y luego la vio ponerse en cuarto al alba.

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Actualización 26-5.  Aunque sea un poco justo, me ha llegado y añado este enlace donde dan imágenes en directo desde Australia, del eclipse que está a punto de comenzar, para que puedas ver el fenómeno completo estés donde estés, si lees esto a tiempo: https://www.youtube.com/watch?v=vf5ck8fRlD0 . O si sigue siendo válido el enlace, para que lo puedas ver luego tranquilamente.

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Eclipse con la Luna en el perigeo.

Precisamente este eclipse se produce cuando la Luna está en el perigeo, a la mínima distancia con la Tierra, y presentará el tamaño aparente más grande. Lo que suele llamarse “superluna”.

Es curioso que en muchos lugares se anunció la luna llena de abril como la “superluna rosa”, diciendo que sería la más grande del año, y muchos pensaron que se vería de color rosa, pero ese apelativo se debe únicamente a la nomenclatura que utilizaban algunas tribus norteamericanas para el plenilunio de abril debido a la floración de ese color de una determinada planta.

Ahora se podría hablar de la superluna roja, y esta vez sí. Volverá a estar en el perigeo, incluso un poco más cerca que en abril, por lo que desde donde se vea la fase total del eclipse será la más grande del año y se verá de color rojizo.

La superluna roja de mayo de 2021, comparando con el tamaño medio de la luna llena. A diferencia de la del pasado mes de abril, esta vez sí cambiará de color.

Un eclipse total muy breve, el primero desde hace más de 2 años.

Todos los años hay al menos 2 eclipses de luna. En 2020 ha habido incluso más, nada menos que 4, pero esto no es bueno porque cuando hay muchos son penumbrales, de esos que apenas se aprecian.

Es habitual que cuando ocurre uno penumbral, vaya seguido por otros del mismo tipo, y ambos escoltados por eclipses solo parciales o intercalados entre ellos, de manera que suelen venir en rachas poco atractivas.



Todo tiene sus motivos geométricos en la mecánica celeste, debido a las posiciones de los nodos de la órbita lunar respecto a la fase de luna llena. Esta vez ha habido suerte y se ha colado uno total, pero no podía ser muy largo.

Aunque la Luna entrará totalmente en el cono de sombra de la Tierra, se colará ahí casi rozando el borde de esta zona, por lo que saldrá enseguida, como se aprecia en el siguiente gráfico, y la fase total solo durará 15 minutos, :

Tomado de https://eclipse.gsfc.nasa.gov/

Este corto periodo de la totalidad lo hará más atractivo y dinámico para muchos. Habitualmente debido a la gran duración de estos fenómenos (en total más de 3 horas)  mucha gente solo observa durante una parte del eclipse. Pero en esta ocasión con observar poco más de media hora pueden verse parte de las dos fases parciales y la totalidad. Por supuesto, solo desde los lugares adecuados, en las zonas verde y azul del mapa anterior.

Posiciones de la Luna en tres fases diferentes del eclipse, desde Puerto Deseado (Argentina)

Algo más

Desde algunos lugares durante el eclipse la Luna ocultará una estrella relativamente brillante: Acrab (beta de Escorpio). Este fenómeno no es simultáneo y depende del lugar en que se observe. La ocultación se verá en cualquier caso antes del comienzo del eclipse, pero desde la zona más meridional, cerca de la región argentina de Calafate, la reaparición ocurrirá justo en el momento en que la fase parcial del eclipse esté a punto de empezar, y sería una referencia clara de que el espectáculo va a comenzar.

Situación de la Luna respecto a la estrella beta Escorpio justo antes del comienzo del eclipse, en mitad de la fase parcial y durante la totalidad, desde Calafate.

Desde otros lugares no se producirá la ocultación, pero en cualquier caso la Luna se situará cerca de dicha estrella y podrá apreciarse su movimiento mientras avanza el eclipse.

Será solo un detalle concreto en un lugar concreto, pero algo destacable en un fenómeno que siempre resulta interesante.



viernes, 30 de abril de 2021

Mareas vivas y mareas muertas - La influencia de la Luna (3)

Todas las mareas no son iguales, y en este fenómeno se pueden dar unas grandes diferencias en unos pocos días. Mareas vivas, donde las diferencias de altura entre la pleamar y la bajamar es muy grande son seguidas por otras, solo una semana después, en las que la variación es muchísimo menor. En este tercer capítulo de la serie que comenzaba en “De nuevo en marcha“, recojo precisamente los factores que influyen en la amplitud de la marea.

Aunque hay algo más, fundamentalmente son 4 factores. Por orden de importancia:

1-La fase lunar, 2- La distancia Tierra-Luna, 3- La proximidad de la fecha al equinoccio, 4- Proximidad de la Luna a los nodos. 

Quizás este artículo sea demasiado técnico en algunos momentos, pero te sugiero que lo leas completo aunque sea por encima, y puedes quedarte solo con lo fundamental.

1- La fase lunar

Este es sin duda el factor más decisivo, de tal manera que las mareas vivas siempre se dan en las fechas próximas a las fases llena y nueva, y las de menor amplitud en los cuartos.

Esto es lógico ya que en las fases citadas los efectos del Sol y de la Luna se suman, al estar ambos astros en línea con la Tierra.

Tanto este gráfico como los siguientes son solo esquemáticos, indican el efecto que se señala, pero las proporciones del mismo están muy exageradas.

Quizás te extrañe alguna situación recogida en el gráfico, en relación con las dos pleamares en lugares opuestos de la Tierra. Lo expliqué en el anterior capítulo sobre este tema: "Dos pleamares al día

Habitualmente las mareas más extremas no se dan exactamente en las fechas de plenilunio y novilunio, sino con un cierto retraso de uno o dos días, de manera similar a lo que ocurre con la hora de culminación y la pleamar, debido a la inercia y la configuración de la costa, por lo que en cada lugar ese retraso es diferente, no siendo siempre el mismo en un determinado lugar porque depende de la proximidad de los otros factores.

Pleamares y bajamares diurnas en la ría de Bilbao los días 30 de marzo y 6 de abril. Una de las mareas más extremas del año, dos días después de la luna llena cercana al equinoccio (factor 3), y coincidiendo con el perigeo (factor 2) seguida una semana después por las mareas muertas un día después del cuarto menguante.

Recojo también la gráfica de estas dos mareas diurnas, tomadas de https://tablademareas.com/


Como en una semana la Luna pasa de una fase a otra (por ejemplo de llena a cuarto menguante), las mayores variaciones se producen en solo 7 días. Pero hay otras diferencias, mucho menos importantes y de periodos mucho más largos, que cuando coinciden con la fase adecuada dan lugar a mareas más extremas, como las de la anterior animación.

 

2- La distancia de la Luna.

Debido a la excentricidad de la órbita lunar, la Tierra no está en el centro de la misma y las distancias entre los dos astros varían entre 357000 en el perigeo (punto más próximo) y 406000 km en el apogeo (el más lejano), aunque estos números solo son aproximados porque la forma de la órbita lunar va cambiando ligeramente. 

Lógicamente cuando la Luna está más cerca, la marea será más viva.

Aunque el tamaño de los astros y la amplitud de la marea no están a escala, sí lo están las distancias entre la Tierra y la Luna, aproximadamente en una proporción 7/8.

Lo mismo que ocurre con la órbita terrestre (ver “¿Tienes algo tan redondo como la órbita de la Tierra?") las diferencias en las distancias no se deben a la forma de la órbita, que aunque ligeramente elíptica es casi un círculo perfecto, sino a que la Tierra no está situada en el centro geométrico de la misma, aunque esto sea una consecuencia de aquello.

Órbita de la Luna. El tamaño de la Tierra está exagerado pero todas las distancias y parámetros orbitales están a escala, y se aprecia que la órbita es casi circular.

El efecto de la posición de la Luna en el perigeo sobre la intensidad de la marea es de casi un 15%  superior a la situación media, como puede calcularse con la fórmula de la gravitación universal, y por tanto este segundo factor es mucho menor que el primero (fase llena o nueva), que tal como se recogió en el anterior capítulo era de casi el 50%  al sumar el efecto del Sol al de la Luna.  

Las mareas serán mucho más extremas si los factores 1 y 2 son favorables simultáneamnete, lo que ocurre en las llamadas “superlunas” (fase llena y en el perigeo), que últimamente tanto se publicitan, y también cuando el perigeo coincide con la luna nueva. Además los perigeos más próximos se producen en esos momentos de coincidencia con el plenilunio o novilunio (ya se ha dicho que no todos son igual de cercanos, y varían hasta en un 4%). Precisamente ha ocurrido el pasado martes (27-4-2021), y también ocurrirá el próximo 26 de mayo, pero aunque en esa ocasión la Luna estará ligerísimamente más cerca, y también ser favorable el factor 4 (Luna en el nodo), la marea será menos intensa porque el factor 3 (proximidad al equinoccio) es menor:

En la superluna de mayo las mareas no serán tan intensas como en la de abril. Gráficos tomados también de https://tablademareas.com/

Como el periodo del paso de la Luna dos veces consecutivas por su perigeo es inferior a la duración del ciclo de fases, no es fácil determinar los momentos en que nuestro satélite está en las situaciones más favorables o desfavorables sin recurrir a tablas o efemérides. Se van desplazando respecto a las fases, y si se quieren tomar referencias de un año a otro, la situación más favorable en que coincide la luna llena (o nueva) con el perigeo, cada año ocurre 41 días (en fecha) después que el anterior.

En mucha menor medida también influiría la distancia de la Tierra al Sol. Este dato sí es fácil de recordar, ya que el paso de la Tierra por el perihelio de su órbita, y por tanto la menor distancia Tierra-Sol, se produce siempre los primeros días del año, pero no es significativo porque proporcionalmente las diferencias son mucho menores (la órbita terrestre es aún menos excéntrica que la de la Luna) y la influencia del Sol es menor que la de nuestro satélite.

3- Proximidad al equinoccio

En los equinoccios el Sol está en el plano ecuatorial, y la Luna, que no se separa angularmente del astro rey más de 5º, estará también cerca de ese plano.

Debido a la rotación de la Tierra, la ola de marea se desplaza de Este a Oeste y por ello el efecto de la atracción gravitatoria será mayor en los equinoccios porque “tira” en el sentido del movimiento.

En una situación teórica sin continentes, en los equinoccios el abultamiento máximo de la marea se produce en el ecuador, con lo que se desplaza de manera paralela a la rotación de la Tierra y es más eficiente que en otras fechas donde ese abultamiento va cambiando de hemisferio de una pleamar a la siguiente.

Por poner un símil, es como si quisiéramos mover un vagón situado en una vía tirando de una cuerda. Si nos situamos en la vía delante de él será más eficiente que si estamos fuera de la vía y tiramos un poco en diagonal respecto al sentido del movimiento.

Es curioso que este efecto cuantitativamente es similar o incluso ligeramente inferior al anterior (2), y sin embargo el “saber popular” suele referirse a las mareas vivas equinocciales como las más extremas.

Puede ser lógico porque todo el mundo sabe cuando son los equinoccios, tenemos la referencia memorizada, y dos veces todos los años solemos comprobar el efecto. Pero normalmente no sabemos cuando está la Luna en el perigeo, y aunque también entonces haya mareas vivas se nos pasa más inadvertido y en este caso no funciona el "sesgo de confirmación". 

Aunque con la moda, que tantas veces he criticado, de anunciar las "superlunas" quizás algún día además de las tonterías habituales se cite la relación con las mareas vivas (que es un aspecto mucho más observable y destacado que el tamaño aparente de nuestro satélite), tengamos una nueva referencia, y yo deba rectificar mis críticas. En cualquier caso, esto solo nos proporcionaría la mitad de las situaciones favorables, a no ser que se repita el tremendo error que se difundió hace 5 años de aquella superluna que iba a brillar un montón, a pesar de que era luna nueva.

Como ejemplo de esto, las mareas equinocciales con luna llena el pasado mes de marzo en Bilbao fueron muy amplias, como se aprecia en la animación que he puesto antes, y se comparan con las de abril en este gráfico:

La luna llena de marzo, aunque no coincidió con el perigeo (como sí lo hizo la de abril) provocó una amplitud de marea ligeramente mayor por estar más cercana al equinoccio, aunque esa máxima amplitud se retrasó 2 días, y se dio precisamente en la fecha del perigeo.


4- Luna cerca de los nodos.

Los 5 grados de separación angular máxima entre la Luna y el Sol que se han citado antes se reducen a cero cuando nuestro satélite está en los nodos (puntos de corte de la órbita lunar con el plano orbital terrestre). Entonces ambos astros tirarían exactamente en la  misma dirección y lógicamente sería más eficiente.


Todos los meses la Luna pasa una vez por cada uno de los dos nodos, pero coincide con la luna llena o nueva (factor principal), precisamente en las fechas de los eclipses. Por ello cabría pensar que los días en que haya eclipse las mareas serían más vivas, pero este último factor es el que menos influye de los 4, y todo estará condicionado a las situaciones de los factores 2 y 3. Como ejemplo, el próximo 26 de mayo habrá un eclipse de Luna con nuestro satélite en el perigeo, pero tal como reflejan los datos recogidos antes, las mareas serán menos vivas que en abril y en marzo, porque está lejos del equinoccio (factor 3)

Pero las cuatro circunstancias precisamente fueron favorables el 28-9-2015. El día que muchos medios anunciaron como el de “la superluna de sangre” la Luna estuvo en el perigeo y se produjo un eclipse lunar, y por tanto luna llena en el nodo. No fue exactamente el equinoccio, pero casi, a solo 5 días, y efectivamente, la amplitud de las mareas fue excepcional.

Las mareas en Bilbao casi llegaron a los máximos posibles. Habrían llegado si todas esas circunstancias se hubieran producido el día 23, cuando comenzó el otoño.

Pero parece que ese día nadie habló de las mareas.

La intensidad de los efectos 3 y 4 varían según la latitud y otros factores, por lo que es problemático cuantificarlas en general. Concretamente las mareas equinocciales en determinados lugares pueden ser tanto o más extremas que aquellas en que la Luna esté en el perigeo en otras fechas, y el factor 4 es claramente inferior a los demás. 
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Existen también otros factores en que las circunstancias locales influyen en la amplitud de las mareas:

5- Pleamares desiguales en fechas cercanas al solsticio.

Teóricamente en un momento dado la pleamar debería alcanzar su valor más alto en el lugar de la Tierra que estuviera la Luna en su cénit o, debido al retraso por la inercia y la configuración de la costa, en un lugar donde hubiera estado horas antes. Pero también en la zona opuesta de la Tierra, por la doble pleamar diaria simétrica, como se explicó en el capítulo anterior ("Dos pleamares al día")

Como se ilustra en el siguiente gráfico, en latitudes medias, fuera de las zonas intertropicales pero no demasiado lejos, la mayor altura del Sol cerca del solsticio de verano provocaría pleamares diurnas altas con luna nueva (1) que también estaría en la misma dirección, pero la pleamar nocturna (2) (simétrica a la 5 debida a la posición de la Luna que en el otro hemisferio está baja a mediodía) sería mucho menor. En esas mismas fechas la luna llena alcanza una altura mínima y la pleamar nocturna (4) en su dirección será leve, pero la diurna diurna (3) simétrica a la posición de la Luna en la parte opuesta sería más alta.

En fechas próximas al solsticio de invierno, las correspondiente pleamares diurnas (5 y 8) no serían notables, pero sí lo serían las nocturnas (6 y 7). Aunque el gráfico solo recoge una estación en cada hemisferio, los resultados son iguales en ambos porque las estaciones ocurren en fechas opuestas.

 

Tanto en la luna nueva como llena, la pleamar diurna en las proximidades del solsticio de verano es más alta que la nocturna, y al contrario ocurre en el solsticio de invierno.

Las mareas equinocciales (factor 3) siempre serán más vivas que las del solsticio, pero en las lunas llenas y nuevas cercanas a los solsticios también una de las mareas diarias será destacada según el hemisferio y dependiendo de la latitud, e incluso parece que el "saber popular" ha recogido estas mareas, que en una misma fecha tienen amplitud diferente.

6- Presión atmosférica.

Cuando la presión atmosférica es superior a la media, este "peso del aire" hace que el agua suba en la pleamar menos de lo que debiera, y lógicamente ocurrirá lo contrario cuando hay baja presión. Evidentemente esto nunca se puede prever con mucha antelación y no se incluye este factor en los cálculos para elaborar las tablas de mareas.

Con esta configuración de isobaras, en la costa occidental de la península Ibérica las pleamares serían menos altas de lo previsto, al contrario que en la costa suroccidental de Francia o en las costas mediterráneas.

7- Configuración de la costa

Como se ha dicho en los anteriores artículos, este aspecto tan desigual y con un efecto tan difícil de cuantificar teóricamente tiene una importancia fundamental en el tema y debido a él pueden encontrarse ejemplos que aparentemente maticen en gran medida todo lo dicho.

Buena excusa para cubrirme y aunque en mi ciudad parece que todo funciona según lo dicho, con las correcciones debidas al "establecimiento del puerto", si encuentras algún ejemplo que contradiga alguna de las afirmaciones, ya sabes por qué puede ser.



Mareas sólidas

Para acabar con el tema de las mareas, y aunque se salga del título de este post, quiero mencionar el tema de las mareas sólidas.

No solo el nivel del mar sube y baja con las mareas, sino que también lo hace la corteza terrestre. No la percibimos porque no tenemos una referencia para comparar, como ocurre con el agua del mar junto a la costa, y además la diferencia es de solo unos centímetros. 

Esta circunstancia que aparentemente no debería tener repercusiones importantes, sí las tuvo durante el proceso de calibrado del acelerador de partículas del CERN en Suiza, en el experimento LEP a principios de los años 90.

Parece ser que durante la calibración del enorme acelerador surgían problemas inexplicables según las cuales parecía cambiar la duración de la vida media de algunas partículas. Hasta que, según se cuenta, alguien se apercibió que esas variaciones estaban relacionadas con la fase lunar. Las mareas sólidas producidas por la Luna modificaban ligeramente la longitud del enorme acelerador dando lugar a resultados erróneos. 

Todo se solucionó ajustando los resultados experimentales con una tabla de mareas.

Trazado del enorme acelerador del CERN, su interior, y una gráfica que recoge los datos experimentales de descalibración y su ajuste con la predicción de las mareas terrestres. 

También hay mareas en la atmósfera terrestre y había mareas sólidas en la Luna, antes de que se quedara mostrándonos siempre la misma cara. Siendo ésta circunstancia la consecuencia más evidente del efecto de las mareas, que aunque son un hecho terrenal, su origen y este efecto están en los astros.

Con este post acaba la serie dedicada a las mareas, aunque CONTINUARÁ en lo relativo a otras supuestas influencias de nuestro satélite. Mucho menos técnicas y mucho más jugosas.

martes, 13 de abril de 2021

¿Dos pleamares al día? - La influencia de la Luna (2)

Este post puede considerarse lógicamente una continuación de “ La influencia de la Luna (1)“ , que puedes leer pinchando el enlace, aunque no es imprescindible porque ese fue solo una introducción motivadora sobre el tema.

Siguiendo la línea del anterior artículo quizás fuese más lógico explicar primero las diversas circunstancias astronómicas que determinan la diferente intensidad de las mareas, pero lo voy a dejar para el siguiente capítulo porque creo que para entender mejor el fenómeno conviene empezar por el aspecto más extraño y paradójico:

Es sabido que la subida del nivel de las aguas en pleamar se debe a la fuerza de atracción gravitatoria sobre las mismas debido a la Luna y en menor medida al Sol. Entonces surge la primera sorpresa ¿Por qué hay dos pleamares cada día? Es decir ¿Por qué se produce una de las dos pleamares cuando la Luna (y también el Sol cuando hay luna nueva) está en la dirección opuesta?

La lógica parece decirnos que si la Luna (e incluso también el Sol) “tira del agua” hacia la dirección en que está una de las pleamares, en la parte contraria de la Tierra debería haber bajamar y solo habría una marea alta cada día.

Gráfico esquemático (tamaños y distancias enormemente modificadas) con las posiciones relativas de los tres astros en luna nueva y los dos abultamientos en pleamar. Parece lógico que haya pleamar en 1, pero no en 2.

Creo que la mejor manera de entenderlo es pensar primero en la influencia del Sol, aunque sea la causa menor.

La Tierra se mueve alrededor del Sol, manteniéndose en su órbita debido a la fuerza de la gravedad, y los parámetros orbitales están determinados por las masas de ambos astros (bueno, sobre todo la masa del Sol que es muchísimo mayor) y la distancia entre ellos.

La trayectoria de la órbita terrestre será la que correspondería al centro de nuestro planeta, pero la zona del océano que está más cerca del Sol se mueve en una órbita un poco más interna, y por ello debería hacerlo a mayor velocidad, pero evidentemente no puede hacerlo porque no puede separarse de la Tierra. Es atraída por el Sol con mayor fuerza que en centro de la Tierra y este es el motivo de que el nivel del agua suba en la pleamar 1 y se “aleje” del centro del planeta, aunque intuitivamente pensemos que el Sol “tira del agua” y en este caso nuestra lógica intuitiva se corresponda con lo que ocurre en realidad.

Pero por el otro lado, por la parte contraria a la dirección de la posición del Sol, el agua está más lejos de nuestra estrella que el centro de la Tierra, y debería moverse en una órbita más lenta. Es atraída hacia el Sol con menos fuerza que el centro y por eso tiende a alejarse y se produce ahí también una pleamar (2), aunque en este caso nuestra intuición falle.

El agua de la zona 2 es atraída por el Sol en menor medida que la Tierra en su conjunto y por eso se produce también ahí una pleamar.

Ahora veamos por qué la atracción de la Luna implica un efecto similar:

Cuando un astro se mueve alrededor de otro, por ejemplo la Luna alrededor de la Tierra, en realidad ambos se mueven alrededor del centro de masas. En este caso ese punto se encuentra a 4668 km del centro de nuestro planeta, y como el radio de la Tierra es de 6370 km el centro de masas está aproximadamente a unos 1700 km bajo la superficie terrestre, tomando distancias medias y redondeando. 

Así, la Tierra se bambolea un poco como en la siguiente animación, y podría decirse en sentido figurado (aunque evidentemente no es exactamente real) que la Tierra también se mueve alrededor de la Luna.

La Tierra se va moviendo alrededor del centro de masas del sistema Tierra-Luna

Así, lo que se ha visto en los párrafos anteriores respecto al Sol, sirve también ahora. Aunque de una manera más precisa habría que decir que en ese “bamboleo” la zona oceánica opuesta a la Luna, al estar más alejada del centro de masas que el centro de la Tierra, debe moverse más despacio y más lejos de él (a una mayor altura respecto al nivel medio del mar)

En realidad el efecto de la Luna sobre las mareas es aproximadamente el doble que el del Sol. Esto, que también puede parecer paradójico porque debido a su masa mucho menor atrae a la Tierra con menos fuerza que el astro rey, se debe a que la marea no es producida por esa fuerza de atracción sino por la diferencia con que cada astro atrae a un punto situado en el centro de la Tierra y otro situado en la parte más próxima y más lejana. Al estar la Luna más cerca, esa diferencia de fuerzas es mayor, y en el anexo final aparecen los datos numéricos. 

Además, por el efecto de la rotación de la Tierra y la inercia, las pleamares no se sitúan en la dirección hacia la Luna, sino retrasadas hacia el Este unos 3º “arrastradas” por la rotación del planeta, como se recoge en el siguiente gráfico. Es decir, que la pleamar no se situaría en el meridiano del punto que tiene la Luna en el cenit, sino unos 3º hacia el Este aunque, como luego se verá, en la práctica esto cambia mucho según el lugar, debido a la forma de la costa.

 Vista desde el norte. En el lugar 0 ya está la Luna en el meridiano, en el punto más alto de su recorrido en el cielo, pero será más tarde, cuando ese lugar llegue a la posición 1, el momento en que se producirá allí la pleamar.

Todo esto se puede explicar con fórmulas de física, mediante las que se obtienen conclusiones evidentes y datos precisos, pero no es el objetivo de este blog.

De todas formas en este tema de las mareas los cálculos teóricos no proporcionan un resultado real porque se hacen suponiendo que el planeta estuviera totalmente cubierto de agua, con un fondo de océano uniforme, y según ese modelo se obtiene que la diferencia máxima entre la pleamar y la bajamar sería menor de ¡¡¡ un metro !!!, cuando en realidad es mucho más, llegando hasta 18 metros, en la bahía canadiense de Fundy que parece ostentar el récord. En alta mar la variación es pequeña pero en la costa aumenta, especialmente si la ola de la pleamar, con la gran cantidad de agua que arrastra, acaba incidiendo en un estrechamiento de los límites costeros.

El relieve del fondo marino y la configuración de las costas condiciona enormemente el proceso tanto en las horas reales de pleamar como en las alturas que alcanza el agua, y por ello en cada lugar es diferente.

En cada punto de la costa hay un factor denominado “establecimiento del puerto” que determina la diferencia entre la hora de culminación de la Luna en la fase llena y la hora en que se produce realmente la pleamar, que ha sido obtenida mediante datos estadísticos y por ello puede variar según la fuente. El valor de ese establecimiento del puerto puede ser de unas cuantas horas, y en la península Ibérica alcanza el mayor valor en Sanlúcar de Barrameda en que llega a ser de 6 horas mientras que en Bilbao, por ejemplo, son poco más de 3.

En cuanto a la altura del agua, aún más conocida que la de Fundy es la situación que se produce en el monte Saint Michel en Francia, una curiosa península en la costa bretona que en ocasiones la pleamar la convierte en una isla.

El Mont Saint Michel con mareas extremas. Según se cuenta, una caída en la resbaladiza carretera que había quedado cubierta anteriormente por una pleamar excepcionalmente viva, decidió la clasificación de un Tour de Francia ¡Hasta en eso influyó la Luna!

En la altura de cada marea influye también la presión atmosférica, y con borrasca la pleamar será más alta de la prevista, lo que por supuesto no puede aparecer en las tablas de mareas elaboradas con antelación.



La teoría y la realidad son totalmente diferentes.

Con unas condiciones teóricas uniformes las dos pleamares que se producen en cada momento se desplazarían de Este a Oeste como una ola (a veces se le llama ola de marea) a la velocidad a la que vemos moverse a la Luna en el cielo  (14.5º por hora de promedio) debido tanto al movimiento de rotación de la Tierra (una vuelta en 23h 56m), como el de traslación de la Luna (una vuelta en 27.3 días). 

Además de la mencionada diferencia teórica y real entre pleamar y bajamar ya mencionadas, las irregularidades del fondo oceánico, las corrientes marinas y la configuración de las costas hacen que se den circunstancias curiosas muy diferentes a lo que la teoría predice sobre un planeta océano .

La situación real es que en el tercer planeta existen dos grandes cuencas oceánicas: la del Atlántico y la del Pacífico-Indico (o tres, si diferenciamos estas dos últimas). Por ejemplo, cuando la ola de la pleamar se mueve por el Atlántico hacia el Oeste, llega a las costas americanas y en su mayor parte no puede continuar. El agua tiene que retroceder y se forman grandes remolinos en los que la ola va girando en diferentes orientaciones, como se aprecia en el siguiente gráfico.

Ello hace que muy frecuentemente la ola de marea se desplace en sentido contrario a lo que teóricamente debería y a lo largo de una misma costa la pleamar se produzca antes en un lugar situado más al oeste que en otro.

Hay muchas irregularidades que van contra la situación teórica de la izquierda, que se pueden visualizar en el mapa de la derecha de líneas cotidales (esa líneas unen puntos donde la pleamar se produce a la misma hora), e indica el desplazamiento de esa pleamar cada 2 horas. 


Analizando nuevamente este último mapa pueden verse otras irregularidades, como lugares costeros de muy diferente longitud geográfica donde las pleamares se producen simultáneamente, o puntos de altamar donde no hay mareas, y en sus cercanías las dos olas de pleamar giran en torno a ese punto, como una hélice.

En cualquier caso, este segundo mapa no responde a una situación fija, sino que va variando según  la fase lunar y otros factores que determinan la amplitud de las mareas y que se recogerán en el siguiente artículo.

En algunos lugares solo hay una pleamar al día.

Debido a las irregularidades de las costas, se producen excepciones curiosas a la norma general, como que en muchos lugares del golfo de México y en el mar del sur de la China habitualmente solo hay una pleamar cada día, o dependiendo de la fase y otros parámetros, a veces hay dos y otras veces una, todo ello debido a las condiciones geográficas de ambos lugares:

La ola de marea que supone la pleamar al desplazarse de Este hacia Oeste en el Atlántico choca con el continente americano y en el pacífico contra Asia y, tal como se ha dicho, no puede continuar su camino regular y en esos lugares la marea debe ir bajando luego. Ese exceso de agua debe retroceder hacia el Este porque es su única salida, y el retroceso puede verse dificultado más o menos según la forma de la costa, como ocurre en las dos zonas mencionadas. 

El golfo de México y el mar del sur de la China

Por ejemplo en el Golfo de México que con forma de una gran bahía tiene una estrecha salida. En ese retroceso hacia el Este el agua se encontrará y chocará unas horas después con la siguiente ola de pleamar, impidiendo el avance de ésta con lo que esa pleamar no llegará a la costa. Pero este retroceso será menor en la siguiente, que sí conseguirá subir, de manera que alternativamente una "ola" de pleamar consigue llegar a la costa y la siguiente no, con lo que cada día solo habrá una.

Si las mareas no son vivas, es menor la cantidad de agua que debe retroceder y no impedirá totalmnte el avance de la siguiente pleamar (aunque será menos alta), con lo que sí habrá dos pleamares diarias.

El día 9 con mareas de muy poca amplitud, se producen las dos pleamares de manera normal, pero al aumentar la intensidad una de ellas empieza a prevalecer y los días 12, 13 y 14 solo hay una.



Lo prometido: Datos numéricos de las fuerzas que provocan las mareas

El hecho de que la acción gravitatoria de la Luna tenga más del doble de influencia sobre las mareas que la del Sol, siendo la fuerza de atracción de éste es muy superior, no deja de ser algo muy poco intuitivo, y pudiera ser conveniente reforzarlo con datos concretos. No estoy acostumbrado a realizar este tipo de cálculos de física con números tan elevados, frecuentemente me lío con la calculadora, y por ello he pedido ayuda en casa a alguien muy acostumbrada a hacerlos y más fiable que yo.

Por ello, si hubiera algún error (que no creo), no me eches la culpa a mí.

Se han calculado todos estos valores numéricos a partir de la ley de la gravitación universal de Newton:

Se ha tomado en cada caso la distancia media entre los astros, pero en realidad varían ligeramente. Estas diferencias, junto a las posiciones relativas del Sol y la Luna, hacen que no todas las mareas sean iguales y sobre ello escribiré el siguiente capítulo.

Ya puedes ver la continuación de este tema en "Mareas vivas y mareas muertas". 

CONTINUARÁ

jueves, 1 de abril de 2021

De nuevo en marcha - La influencia de la Luna (1)

 


Aprovechando la noticia de la semana, he utilizado un título ambivalente.

Hoy voy a hablar del canal de Suez, pero antes de ello es obligado empezar por otro asunto totalmente diferente.

1-Este blog, de nuevo en marcha.

Dos meses de parón. Motivos personales y astronómicos. Circunstancias trágicas en el tercer planeta y absurdos relativos al segundo, que ahora no vienen a cuento.

Pero un dicho popular afirma que "no hay mal que por bien no venga", y este blog necesitaba una pausa para renovarse después de más de 5 años de andadura, con casi 300 artículos publicados (uno por semana de promedio) y habitualmente demasiado extensos.

He diseñado este logotipo para ponerlo en la cabecera de cara a esta nueva etapa, con los astros enredados en una cinta de Moebius; el objeto tridimensional con una sola cara que siempre me ha fascinado.

Alternando con el formato habitual, tengo la intención de publicar post más breves, escuetas reseñas referidas a temas que surjan en los noticiarios… Aunque es un propósito varias veces repetido y casi siempre incumplido, voy a intentarlo de nuevo aunque sea escribiendo artículos segmentados en varias entregas.

En este regreso ha influido la Luna, porque ha sido una noticia relacionada con ella, que ha tenido en vilo al mundo entero, lo que me ha impulsado a volver a escribir.



2-El canal de Suez desatascado gracias a la Luna.

Uno de los muchos temas de los que he solido hablar en diferentes conferencias es el de la supuesta influencia de la Luna en distintos ámbitos. Sin duda es el más controvertido de los muchos de los que he hablado, e intuyo que es el motivo por el que hayan dejado de llamarme de alguna entidad en que periódicamente me pedían colaboración. 

Yo lo tengo muy claro, pero hoy voy a empezar con la estrategia del “abogado del diablo”

“¡Claro que la Luna influye! Ahí están las mareas”, he oído muchas veces.

Bajamar y pleamar en la ría de Bilbao, el pasado día 30. Nuestro satélite, principal artífice de este enorme cambio en el paisaje.

Sí. Y ¡de qué manera ha influido nuestro satélite al comienzo de esta semana! En la apertura del tránsito por el famoso canal, en muchas industrias que podrán reanudar su actividad tras haberse quedado unos cuantos días sin suministros, en reducir el impacto negativo en la economía de algunas empresas, o en atenuar el retraso en la llegada a puerto de muchos marineros.

Porque gracias a la marea más alta del año en Suez, pudo por fin liberarse el barco que había quedado varado en el estratégico canal. Por supuesto, ayudado por el trabajo de las dragas y remolcadores, pero que de no haber coincidido precisamente en estos días de mareas vivas, todo indica a que habría sido necesario ir quitando gran parte de la carga con un gran retraso en la apertura del canal y unos daños económicos muchísimo mayores.

Altura de las mareas en Suez el día en que el barco encalló y el que fue liberado

El día 23 cuando el barco quedó encallado había mareas muertas (muy leves), lo cual no fue lo que provocó el incidente, sino todo lo contrario, ya que lógicamente la bajamar fue muy suave, como se ve en el gráfico.

Precisamente las mareas vivas son los momentos más "adecuados" para desencallar (en pleamar) y más peligrosos para encallar (en bajamar), como casualente ocurrió ese mismo día con un pesquero en el puerto bizkaíno de Ondárroa:

Este no tuvo tantos problemas para ponerse de nuevo en marcha, como se ve en la foto, y solo tuvo que esperar unas horas; pero ambos estuvieron bajo la influencia de las mareas vivas de mayor amplitud de todo el año, al ser favorables 3 de los 4 factores astronómico-lunares que influyen en este tema.

Que les pregunten a los patrones de estos dos barcos si influye o no influye la Luna.

Como voy camino de liarme con muchas explicaciones e incumplir mi promesa de brevedad, dejo aquí este post y próximamente escribiré sobre el fenómeno de las mareas, en detalle.    

CONTINUARÁ

martes, 24 de noviembre de 2020

Selene, celosa, se exhibe

Este post va dirigido especialmente a muchos de mis lectores que habrán aborrecido el anterior tan extenso y lleno de odiosos números, y quiero compensarles con un artículo totalmente diferente: más breve y cuyo principal contenido son imágenes sugerentes.

Parece como si la Luna se haya puesto celosa del protagonismo adquirido últimamente en nuestro cielo  por los planetas Júpiter y Saturno, y haya querido dejar claro quién es la “figura estelar”.

Después de haber sido la protagonista destacada de un sugerente crepúsculo, compartiendo escenario con Júpiter, Saturno y Marte, la Luna se marcha displicente por el horizonte, arrastrando con ella su luz cenicienta. 17-11-2020 desde Bilbao.
Al final del post pongo una animación con el proceso completo.


Precisamente en su paso por delante de la pareja de planetas este mes de noviembre lo ha hecho de una manera arrogante, o  al menos así me lo ha parecido desde mi ventana.

- El martes 17, solo 2 días después de la fase nueva, mostraba una fina y sugerente imagen al acercarse a la posición que ocupan los dos luceros en nuestro cielo.

Tanto al principio de la noche en un cielo todavía brillante en el que destacaba mucho más que Júpiter y Saturno (arriba a la izquierda), y a pesar de encontrarse en la zona menos oscura ...

... Como algo más tarde cuando su luz cenicienta era evidente.



- El miércoles se les acercó arrogante, acompañada de un séquito de estrellitas de Sagitario


Y se marchó luego como una diva tras el horizonte



- El jueves, la fecha clave, posó junto a la pareja de planetas completando un triángulo casi rectángulo isósceles, y desde mi ventana la ví desplegando toda su fotogenia.


Los primeros planos del trío merecieron la pena:


El juego con la cortina nubosa fue interesante


Y centrándose en su imagen en solitario quedaba claro que era la protagonista...


E incluso, nuevamente aliada por las nubes, (o quizás los planetas avergonzados por la competencia), quedó como única actriz incluso antes de que los otros se pusieran.

 


El viernes 20, ya despidiéndose de la pareja de planetas y cada vez más luminosa, seguro que recogió muchas más miradas que los que ahora se han puesto de moda


La bruma y el aumento de luminosidad con la fase hace perder la imagen "verdadera" en las fotos, aún antes del cuarto creciente. 
Una luz en el horizonte, alineada con Júpiter y Saturno, puede despistar en la localización de los planetas.

Fueron unos días de espectáculos en sesión continua,  acompañados por una  bonanza del tiempo muy extraña por estos lugares,  que me permitieron obtener unas cuantas imágenes. 

Como conclusión de todo ello, una animación de la ocultación de la Luna por el horizonte el día 17, a la que corresponde la primera foto de este artículo: