Respuestas XXVIII: dobles mareas.

“Por qué? Por qué?? Por qué??? Si la Luna pasa sólo una vez al día por la vertical de la costa y hay dos mareas altas, a qué se debe la segunda??????”

Esta es la pregunta nos la ha mandado hoy un seguidor con el asunto “el príncipe de las mareas” y nos hemos sentido tan presionados que nos hemos puesto a escribir de inmediato.

Hemos conseguido encontrar una animación que evoca casi a la >perfección nuestra interpretación del tono de la pregunta.

En esta entrada hablábamos de cómo la influencia gravitacional de la Luna está alargando lentamente nuestros días mientras se aleja de la Tierra. No profundizamos lo suficiente en la interacción entre nuestro planeta y su satélite en su momento y lo simplificamos, así que vamos a intentar redimirnos.

Además de acelerar nuestra rotación y mantenerla estable, nuestro satélite es el responsable de que cada día la marea suba y baje. El sistema Tierra-Luna no se mantiene estable sólo porque la Tierra atraiga a la Luna, sino porque los dos cuerpos se atraen entre sí y giran alrededor de un centro de gravedad común.

Pero la gravedad de la Luna no actúa igual por toda la superficie: su intensidad disminuye de manera inversa al cuadrado de la distancia, lo que significa que un objeto a dos metros de distancia del foco de emisión de gravedad (algún físico contratará un asesino a sueldo para que nos maten por esto) recibiría un cuarto de la influencia gravitacional y uno que se encontrara a diez metros recibiría una centésima de esa fuerza. Por tanto, entre una cara y la otra de la Tierra existe suficiente espacio para que llegue al otro extremo debilitada. En concreto, en la cara opuesta del planeta la gravedad ejercida por la Luna es un 6.8% menor.

El departamento de Matemáticas de la Universidad de Singapur expone por qué en este enlace y cita las referencias de las páginas que dan la interpretación errónea (básicamente, meteorólogos y oceanógrafos) y la correcta (astrónomos y físicos).

La explicación real es mucho más simple de lo que habíamos planteado. Como hemos dicho, la gravedad en la cara opuesta del planeta es menor que en la que da directa a la Luna. Por tanto, la Tierra, junto con los océanos que la cubren, se “estira” en el plano que marca nuestro satélite y el agua tiene que desplazarse en la dirección de la gravedad, pero el líquido que está en la cara opuesta del planeta no recibe suficiente fuerza para hacerlo. Total, que la cosa queda así:

No está a escala, por supuesto.

Ese es el motivo por es que quedan dos mareas: la primera se forma por pura atracción gravitatoria y la segunda por la bajada del nivel del mar en las zonas intermedias donde el agua se desplaza en dirección a la luna.

Pero ese no es el único factor que afecta a las mareas.

Resulta que el Sol también influye en las mareas terrestres, aunque su efecto es bastante menor y depende de la posición en la que se encuentre nuestro satélite, pero es lo suficientemente intenso como para redistribuir el desplazamiento de agua.

Y no sólo eso: la Luna no gira perfectamente alrededor del ecuador de la Tierra, sino que en realidad su órbita está inclinada, lo que da lugar a las mareas tropicales y  ecuatoriales.

Sentimos las molestias, príncipe de las mareas.

Esta entrada tuvo que ser corregida. De los errores se aprende. En nuestro caso, la lección es “no preguntes a un oceanógrafo lo que puede responderte un físico” (es broma, oceanógrafos, también es “try harder, Ciencia de Sofá“). Para responder a esta pregunta, nos habíamos basado en la explicación que da el NOAA (National Oceanographic and Atmosfpheric Administration), el organismo oficial estadounidense que debería dominar bastante bien el asunto… Pero parece que no.

ACTUALIZACIÓN [03/10/2014]: a todo esto, se ha abierto la convocatoria a los premios Bitácoras 2014. Si os gusta Ciencia de Sofá y querríais echarme una mano en las votaciones, pongo a vuestra disposición este enlace donde explico cómo hacerlo:

http://cienciadesofa.com/2014/10/ciencia-de-sofa-os-necesita.html

Muchas gracias por vuestro apoyo.

13 pensamientos en “Respuestas XXVIII: dobles mareas.”

  1. ¿por qué la fuerza centrifuga solo afecta al lado atraído hacia la luna y al lado opuesto? lo lógico sería que todo el planeta sea afectado por la fuerza centrifuga y siempre haya marea alta y solamente haya marea baja en el lado opuesto a la cada atraída hacia la Luna por efecto de la gravedad residual de la luna y la gravedad de la tierra.

  2. Soy seguidor del blog de hace ya bastante. Algunas veces no estoy muy de acuerdo con algunos posts, pero reconozco que pueden ser licencias que se da el autor para simplificar un poco las explicaciones.
    Esta vez, no he podido resistir más. Completamente en desacuerdo con esta explicación. Espero que se corrija ya que puede inducir a un gran error por parte de gente que desconozca del tema

    1. He estado mirándolo y tienes toda la razón. Me basé en la explicación que da el National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA), el organismo oficial estadounidense que pensaba que más información podría aportar sobre el tema.

      http://co-ops.nos.noaa.gov/restles2.html

      Debería haber escuchado a físicos en vez de oceanógrafos desde el principio (no es nada personal, oceanógrafos) para este tema, lo siento y lo corrijo ahora.

      http://www.math.nus.edu.sg/aslaksen/teaching/tides.html

      Gracias y un saludo.

  3. Certainly, tides are present in every one’s life and all of us have experienced such an astonishing effect in our Planet, at any time or many times, wondering about that for a long time… I read your post about Tides and your explanation on why there are two tides a day. Let me tell you that I deeply disagree with such an explanation which I consider uncorrect.

    I will give you my arguments right now:

    1. Moon attraction explains the ocean bulge on Earth’s side facing the Moon because of the resultant force of Earth plus Moon gravities componet in the direction of the Earth-Moon axis through the whole Moon-faced hemisphere. This component will carry all the hemisphere water towards this axis, pushing and accumulating there. That’s why the ocean level goes up at this point facing the Moon.

    2. Against your hypothesis: Whichever the way you play with the vectors representing the Moon’s gravitational force across the Earth-Moon axis, the resultant force of Earth plus Moon gravities over the ocean surface at Moon’s opposite side is addressed towards the Earth surface through the whole opposite to Moon-faced hemisphere. Therefore, any bulge or distance increase from the Earth’s center at the opposite to Moon side can never be explained in this way. Only because you know that there are two tides a day you look for such an artificial and unrealistic explanation.

    3. If the Earth-Moon binary system travelled free through the Universe, there would be only one tide on the Earth’s Moon-faced side. But this is not. They are within the Sun’s gravitational field, a central force field where angular momentum must be conserved when there are no external acting forces, as in this study case. The bulge on the Moon side would displace the Earth’s center of gravity, and then, the Earth-Moon binary system one, the so called barycenter. As the angular momentum is r x p, where r is the position vector of the barycenter respect to the Sun, and p the linear momentum, a change in r would lead to a change in angular momentum, not possible in the absence of any external energy exchange. So, inertia will produce a simetric and opposite ocean bulge to keep the Earth’s center of gravity position unchanged, (as well as the Earth-Moon barycenter), and so to keep constant the angular momentum.

    This is a similar phenomenom that linear momentum conservation, at a gun shot. In the absence of external forces, at shot time, the gun recoil will keep unchanged de center of gravity of the bullet-gun system as the bullet goes away.

    That’s all.

  4. La explicación dada para la marea opuesta es incorrecta. Me gustaría enviarte una explicación mucho más acertada a mi juicio, pero, aún siendo corta, no entra en un comentario. Si quieres, pásame un email por privado.

    Saludos

  5. Hace un mes que descubrí esta magnífica página y he comentado a mucha gente que he descubierto, por fin, una página de un tío que además de saber mucho de ciencia tiene la honradez de sólo hablar de lo que conoce y se ha demostrado como cierto.

    Pero al leer este post me he quedado terriblemente desilusionado. Vista tu capacidad para utilizar el método científico no me puedo creer que al escribir este artículo no te hayas sonrojado al poner afirmaciones de las que tú mismo no entendías ni una palabra de lo que decías (porque cuando alguien explica algo de forma absolutamente errónea es imposible que él mismo entienda sus explicaciones).

    Coincide que este tema ha sido un tema que siempre me ha interesado, probablemente porque vivo en una zona de costa de grandes mareas (Bilbao) o por mi formación (Ingeniero Industrial), pero esto es mucho más fácil que lo que tú propones.

    La explicación es muy sencilla: como la luna está más cerca de una parte de la tierra que del resto tirará del agua de su superficie hacia ella de forma gradual (que no proporcional) dependiendo de su distancia. Así a la zona cercana tenderá a acercarla a la luna mucho (por tanto habrá una marea alta) y a la zona más alejada tenderá a atraerla menos hacia ella; pero en este lado la luna está al otro lado de la tierra, eso quiere decir que la atraerá menos hacia la tierra, es decir que también habrá marea alta. Aquí tienes las dos mareas diarias a medida que la tierra rota.

    Saludos.

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