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.