La marea terrestre (también conocida como marea de la Tierra sólida , marea de la corteza , marea corporal , marea corporal o marea terrestre ) es el desplazamiento de la superficie de la Tierra sólida causado por la gravedad de la Luna y el Sol . Su componente principal tiene una amplitud de nivel de metro en períodos de aproximadamente 12 horas y más. Los componentes más grandes de la marea corporal son semidiurnos , pero también hay contribuciones significativas diurnas, semestrales y quincenales. Aunque la fuerza gravitacional que causa las mareas terrestres y las mareas oceánicas es la misma, las respuestas son bastante diferentes.
La mayor de las fuerzas gravitacionales periódicas proviene de la Luna, pero la del Sol también es importante. Las imágenes aquí muestran la fuerza de marea lunar cuando la Luna aparece directamente sobre 30° N (o 30° S). Este patrón permanece fijo con el área roja dirigida hacia (o directamente lejos de) la Luna. El rojo indica atracción hacia arriba, el azul hacia abajo. Si, por ejemplo, la Luna está directamente sobre 90° O (o 90° E), las áreas rojas están centradas en el hemisferio norte occidental, en la parte superior derecha. Rojo arriba, azul abajo. Si, por ejemplo, la Luna está directamente sobre 90° O (90° E), el centro del área roja es 30° N, 90° O y 30° S, 90° E, y el centro de la banda azulada sigue el gran círculo equidistante de esos puntos. A 30° de latitud se produce un pico fuerte una vez por día lunar, lo que da lugar a una fuerza diurna significativa en esa latitud. A lo largo del ecuador, dos picos (y depresiones) de igual tamaño imparten una fuerza semidiurna.
La marea terrestre abarca todo el cuerpo de la Tierra y no se ve obstaculizada por la delgada corteza y las masas terrestres de la superficie, en escalas que hacen que la rigidez de la roca sea irrelevante. Las mareas oceánicas son una consecuencia de fuerzas tangentes (ver: marea de equilibrio ) y la resonancia de las mismas fuerzas impulsoras con períodos de movimiento del agua en las cuencas oceánicas acumulados durante muchos días, de modo que su amplitud y tiempo son bastante diferentes y varían en distancias cortas de solo unos pocos cientos de kilómetros. Los períodos de oscilación de la Tierra en su conjunto no se acercan a los períodos astronómicos, por lo que su flexión se debe a las fuerzas del momento.
Los componentes de marea con un período cercano a las doce horas tienen una amplitud lunar (distancia de abultamiento/depresión de la Tierra) que es un poco más del doble de la altura de las amplitudes solares, como se tabula a continuación. En la luna nueva y llena, el Sol y la Luna están alineados, y los máximos y mínimos de marea lunares y solares (abultamientos y depresiones) se suman para el mayor rango de marea en latitudes particulares. En las fases de cuarto creciente y cuarto menguante de la luna, las mareas lunares y solares son perpendiculares, y el rango de marea es mínimo. Las mareas semidiurnas pasan por un ciclo completo (marea alta y baja) aproximadamente una vez cada 12 horas y un ciclo completo de altura máxima (marea viva y marea muerta) aproximadamente una vez cada 14 días.
La marea semidiurna (un máximo cada 12 horas aproximadamente) es principalmente lunar (sólo S 2 es puramente solar) y da lugar a deformaciones sectoriales (o por sectores) que suben y bajan al mismo tiempo a lo largo de la misma longitud. [1] Las variaciones sectoriales de los desplazamientos verticales y este-oeste son máximas en el ecuador y se desvanecen en los polos. Hay dos ciclos a lo largo de cada latitud, los abultamientos opuestos entre sí y las depresiones igualmente opuestas. La marea diurna es lunisolar y da lugar a deformaciones tesserales . El movimiento vertical y este-oeste es máximo a 45° de latitud y es nulo en el ecuador y en los polos. La variación tesseral tiene un ciclo por latitud, un abultamiento y una depresión; los abultamientos son opuestos (antípodas), es decir, la parte occidental del hemisferio norte y la parte oriental del hemisferio sur, por ejemplo. De la misma manera, las depresiones son opuestas, en este caso la parte oriental del hemisferio norte y la parte occidental del hemisferio sur. Finalmente, las mareas quincenales y semestrales tienen deformaciones zonales (constantes a lo largo de un círculo de latitud), ya que la gravitación de la Luna o del Sol se dirige alternativamente lejos de los hemisferios norte y sur debido a la inclinación. El desplazamiento vertical es nulo a 35°16' de latitud.
Dado que estos desplazamientos afectan la dirección vertical , las variaciones este-oeste y norte-sur suelen tabularse en milisegundos de arco para uso astronómico . El desplazamiento vertical se tabula con frecuencia en μGal , ya que el gradiente de gravedad depende de la ubicación, de modo que la conversión de distancia es solo de aproximadamente 3 μGal por centímetro.
Principales componentes de las mareas . Las amplitudes pueden variar con respecto a las enumeradas en varios puntos porcentuales. [2] [3]
Véase también Teoría de las mareas#Componentes de las mareas .
En las zonas costeras, debido a que la marea oceánica está bastante desfasada de la marea terrestre, durante la marea alta hay un exceso de agua por encima de lo que sería el nivel de equilibrio gravitacional y, por lo tanto, el suelo adyacente desciende en respuesta a las diferencias de peso resultantes. Durante la marea baja hay un déficit de agua y el suelo se eleva. Los desplazamientos causados por la carga de marea oceánica pueden superar los desplazamientos debidos a la marea del cuerpo terrestre. Los instrumentos sensibles que se encuentran en zonas muy alejadas de la costa a menudo tienen que realizar correcciones similares. La carga atmosférica y los eventos de tormenta también pueden medirse, aunque las masas en movimiento son menos pesadas.
Los sismólogos han determinado que los eventos microsísmicos están correlacionados con las variaciones de las mareas en Asia Central (al norte del Himalaya); [ cita requerida ] véase: desencadenamiento de terremotos por mareas . Los vulcanólogos utilizan los movimientos regulares y predecibles de las mareas terrestres para calibrar y probar instrumentos sensibles de monitoreo de la deformación de volcanes; las mareas también pueden desencadenar eventos volcánicos. [4] [5]
La amplitud semidiurna de las mareas terrestres puede alcanzar alrededor de 55 cm (22 pulgadas) en el ecuador, lo que es importante en geodesia utilizando el Sistema de Posicionamiento Global , interferometría de línea de base muy larga y mediciones de alcance láser satelital . [6] [7] Además, para realizar mediciones angulares astronómicas precisas se requiere un conocimiento preciso de la tasa de rotación de la Tierra ( duración del día , precesión , además de nutación ), que está influenciada por las mareas terrestres (ver también: marea polar ).
Las mareas terrestres también deben tenerse en cuenta en el caso de algunos experimentos de física de partículas . [8] Por ejemplo, en el CERN o el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC , los aceleradores de partículas de gran tamaño se diseñaron teniendo en cuenta las mareas terrestres para su correcto funcionamiento. Entre los efectos que deben tenerse en cuenta están la deformación de la circunferencia para aceleradores circulares y también la energía del haz de partículas. [9] [ ¿fuente poco fiable? ] [10] [ ¿fuente poco fiable? ]
Las mareas corporales también existen en otros objetos astronómicos , como los planetas y las lunas. En la luna de la Tierra, las mareas corporales "varían en aproximadamente ±0,1 m cada mes". [11] Desempeñan un papel clave en la dinámica a largo plazo de los sistemas planetarios. Por ejemplo, es debido a las mareas corporales en la Luna que queda atrapada en la resonancia de giro-órbita 1:1 y siempre nos muestra un lado. [ cita requerida ] Las mareas corporales en Mercurio lo hacen quedar atrapado en la resonancia de giro-órbita 3:2 con el Sol. [12] Por la misma razón, se cree que muchos de los exoplanetas están capturados en resonancias de giro-órbita más altas con sus estrellas anfitrionas. [13]