La marea terrestre (también conocida como marea terrestre sólida , marea cortical , marea corporal , marea corporal o marea terrestre ) es el desplazamiento de la superficie terrestre sólida provocado por la gravedad de la Luna y el Sol . Su componente principal tiene una amplitud a nivel de un metro en períodos de aproximadamente 12 horas y más. Los componentes más grandes de la marea corporal son semidiurnos , pero también hay importantes contribuciones diurnas, semestrales y quincenales. Aunque la fuerza gravitacional que causa las mareas terrestres y 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 un tirón hacia arriba, el azul hacia abajo. Si, por ejemplo, la Luna está directamente sobre 90° W (o 90° E), las áreas rojas se centran en el hemisferio norte occidental, en la parte superior derecha. Rojo arriba, azul abajo. Si, por ejemplo, la Luna está directamente sobre 90° W (90° E), el centro del área roja está a 30° N, 90° W y 30° S, 90° E, y el centro de la banda azulada sigue la gran círculo equidistante de esos puntos. A 30° de latitud, se produce un fuerte pico una vez por día lunar, lo que proporciona 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 ni las masas de tierra de la superficie, en escalas que hacen que la rigidez de la roca sea irrelevante. Las mareas oceánicas son consecuencia de fuerzas tangentes (ver: marea de equilibrio ) y de la resonancia de las mismas fuerzas impulsoras con períodos de movimiento de agua en las cuencas oceánicas acumulados durante muchos días, de modo que su amplitud y sincronización son bastante diferentes y varían en distancias cortas de apenas unos 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 la marea con un período cercano a las doce horas tienen una amplitud lunar (distancias de abombamiento/depresión de la Tierra) que son un poco más del doble de la altura de las amplitudes solares, como se tabula a continuación. En luna nueva y luna llena, el Sol y la Luna están alineados, y los máximos y mínimos de marea lunares y solares (protuberancias y depresiones) se suman para obtener el mayor rango de marea en latitudes particulares. En las fases del primer y tercer cuarto 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 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 sectoriales) 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 desaparecen en los polos. Hay dos ciclos a lo largo de cada latitud, las protuberancias opuestas entre sí y las depresiones igualmente opuestas. La marea diurna es lunisolar y da lugar a deformaciones teselares . El movimiento vertical y de este a oeste es máximo a 45° de latitud y es nulo en el ecuador y en los polos. La variación teseral tiene un ciclo por latitud, un abultamiento y una depresión; las protuberancias son opuestas (antípodas), es decir, la parte occidental del hemisferio norte y la parte oriental del hemisferio sur, por ejemplo. De igual forma las depresiones se oponen, 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 el Sol se dirige alternativamente lejos de los hemisferios norte y sur debido a la inclinación. Hay cero desplazamiento vertical a 35°16' de latitud.
Dado que estos desplazamientos afectan la dirección vertical , las variaciones este-oeste y norte-sur a menudo se tabulan en milisegundos de arco para uso astronómico . El desplazamiento vertical se tabula frecuentemente en μGal , ya que el gradiente de gravedad depende de la ubicación, de modo que la conversión de distancia es sólo de aproximadamente 3 μGal por centímetro.
Principales componentes de las mareas . Las amplitudes pueden variar de las enumeradas en varios por ciento. [2] [3]
En las zonas costeras, debido a que la marea del océano está bastante desfasada con la marea de la Tierra, 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 cae en respuesta a las diferencias resultantes en peso. Durante la marea baja hay déficit de agua y el suelo se eleva. Los desplazamientos causados por la carga de las mareas oceánicas pueden exceder los desplazamientos debidos a la marea del cuerpo terrestre. Los instrumentos sensibles tierra adentro a menudo tienen que hacer correcciones similares. La carga atmosférica y las tormentas también pueden ser mensurables, aunque las masas en movimiento son menos pesadas.
Los sismólogos han determinado que los eventos microsísmicos están correlacionados con variaciones de mareas en Asia Central (al norte del Himalaya); [ cita requerida ] ver: desencadenamiento de terremotos por mareas . Los vulcanólogos utilizan los movimientos regulares y predecibles de las mareas de la Tierra para calibrar y probar instrumentos sensibles de monitoreo de la deformación del volcán; Las mareas también pueden desencadenar eventos volcánicos. [4] [5]
La amplitud semidiurna de las mareas terrestres puede alcanzar unos 55 cm (22 pulgadas) en el ecuador, lo cual es importante en geodesia utilizando el Sistema de Posicionamiento Global , interferometría de línea de base muy larga y mediciones de alcance láser por satélite . [6] [7] Además, para realizar mediciones angulares astronómicas precisas se requiere un conocimiento preciso de la velocidad de rotación de la Tierra ( duración del día , precesión , además de nutación ), que está influenciada por las mareas de la Tierra (ver también: marea polar ).
En algunos experimentos de física de partículas también es necesario tener en cuenta las mareas terrestres . [8] Por ejemplo, en el CERN o en 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 se encuentran la deformación circunferencial de los aceleradores circulares y también la energía del haz de partículas. [9] [ ¿ fuente poco confiable? ] [10] [ ¿ fuente poco confiable? ]
Las mareas corporales también existen en otros objetos astronómicos , como planetas y lunas. En la Luna de la Tierra, las mareas corporales "varían aproximadamente ±0,1 m cada mes". [11] Desempeña 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 ésta es capturada en la resonancia de órbita de espín 1:1 y siempre nos muestra un lado. [ cita necesaria ] Las mareas corporales en Mercurio lo dejan atrapado en la resonancia de órbita de giro 3: 2 con el Sol. [12] Por la misma razón, se cree que muchos de los exoplanetas están capturados en resonancias de órbita de giro más altas con sus estrellas anfitrionas. [13]