La Historia de las Mareas de la Tierra. Las mareas oceánicas son debidas a la atracción gravitatoria entre la Tierra, el Sol y la Luna
Desde la formación de la Luna, hace 4’5 Giga-años, nuestro planeta ha sido afectado por ella generándose el conocido fenómeno de las mareas, pero, aunque todos sabemos cómo son y cómo funcionan, poca gente sabe que las mareas no afectan sólo a los mares ni tampoco han sido siempre como las vemos hoy en día.
Vamos a intentar hacer un repaso a cómo han sido las mareas de la Tierra desde la aparición de la Luna hasta nuestros días.
La altura de las mareas depende principalmente de tres factores fundamentales:
El primero es la Distancia a la Luna: Sabemos que la altura de las mareas es inversamente proporcional al CUBO de la distancia, es decir que si la Luna, a 380 Megámetros que está hoy en día, genera mareas de 5 metros, cuando estaba DIEZ veces más cerca, a 38 Megámetros, generaría mareas MIL veces más altas: ¡5 Km de altura!
La Historia de las Mareas de la Tierra
El segundo factor es la Fluidez del Material que sufre la atracción lunar. Tras el impacto de Theia y la formación de la Luna, la Tierra estaba casi completamente fundida en forma de lava y magma. La poca agua que contuviera se encontraba en forma de vapor en la atmósfera o combinada con elementos en forma de ácidos. El material que sufría las mareas no eran mares de agua sino océanos de magma fundido. Imaginad un abultamiento gigantesco, de varios kilómetros de alto, avanzando a través de la superficie terrestre, cuando aún no había corteza, en pos de la Luna.
Este abultamiento avanzaba como una ola a más de 3.000 Km/h.
¡Ojo, no nos confundamos! El material de ese abultamiento no se desplazaba a 3.000 Km/h. Lo único que hacía era elevarse unos kilómetros y volver a descender dos veces al día, días de seis horas, no lo olvidemos. Igual que el público en un estadio hace «la ola» sin tener que alejarse de su asiento.
Y esa ola no iba detrás de la Luna, sino que se formaba debajo de la Luna, pero como la Tierra giraba más rápido que la traslación de la Luna, la ola acababa quedando ¡delante de la Luna!
Esa ola gigantesca, atraída por la Luna, frenaba la Tierra, y al mismo tiempo la Luna, atraída por esa ola gigantesca, se aceleraba en su órbita lo que la llevaba a alejarse de la Tierra.
Volviendo al material de la ola, era magma, rocas, minerales y metales fundidos, mucho más pesados que el agua, y también menos fluidos.
Podría parecer que al ser menos fluido que el agua, las mareas de magma serían menos altas que las de agua, pero aquí interviene el tercer factor.
La Historia de las Mareas de la Tierra
La Profundidad del elemento fluido que experimenta las mareas.
Para que se forme un abultamiento en una zona del material fluido hace falta que una gran cantidad de material venga desde todas direcciones hacia la zona de Máxima Atracción Lunar.
Si la profundidad del material fluido es mucha, por ejemplo, 1000 Km, no hay dificultad, sin tener que desplazarse a mucha velocidad, para que grandes cantidades de fluido se incorporen a la ola cuando está subiendo y se repartan en todas direcciones cuando esté bajando. Eso era lo que ocurría en la Tierra cuando la corteza terrestre estaba fundida desde la superficie hasta miles de Km de profundidad. De ahí que, aún siendo menos fluida que el agua, las mareas de lava alcanzaban alturas gigantescas, de kilómetros de altura.
En el caso de los mares y océanos de agua actuales, la altura de las mareas también depende de la profundidad de los mares cercanos. En las costas cercanas a grandes y profundos océanos las mareas alcanzarán grandes alturas, de hasta cinco o seis metros, mientras que en las costas cercanas a mares pequeños y poco profundos las mareas sólo alcanzarán uno o dos metros de altura. Eso es porque el agua, aun siendo más fluida que el magma, no tiene profundidad suficiente para que toda el agua necesaria llegue al punto de Máxima Atracción Lunar antes de que ese punto se haya desplazado hacia el Oeste, atraído por la Luna.
Para saber a qué velocidad se ha ido alejando la Luna y disminuyendo la altura de las mareas hay que tener en cuenta todos estos factores y cómo han evolucionado a lo largo de la Historia de la Tierra.
La Historia de las Mareas de la Tierra
Hace 4’5 Giga-años se formaron la Tierra y la Luna. Entonces la Tierra era de magma fundido, relativamente poco fluido, pero con una profundidad de miles de Km. Las mareas eran gigantescas, de Kilómetros de altura, y durante ese período el efecto de frenado de la Tierra y alejamiento de la Luna debió ser MUY INTENSO, tanto que es muy posible que en sólo 500 Mega-años la Luna se alejara a unos 15 cm por año, hasta llegar a 100 Megámetros de distancia y las mareas se redujeran hasta unos pocos cientos de metros de altura.
Ya se había formado una corteza sólida y esta no fluía, pero seguía fluyendo el manto bajo la corteza, motivo por el que ésta se abultaba y volvía a descender quedando muy agrietada y provocando numerosos terremotos provocados por las mareas del manto.
La Historia de las Mareas de la Tierra
Por entonces llegó el bombardeo tardío de cometas, durante el cual cientos de millones de cometas y asteroides cayeron a la Tierra trayendo la mayor parte del agua que hoy tenemos en nuestros océanos. La Tierra seguía demasiado caliente para que el agua permaneciera líquida, pero empezó a llover, y estuvo lloviendo durante 50 millones de años mientras el agua que caía volvía a evaporarse en contacto con las rocas ardientes.
Por fin la corteza se enfrió lo bastante para que se formaran los primeros mares y océanos, y entonces llegó una segunda fase en la que coexistieron dos mareas simultáneas.
El magma subterráneo seguía generando un gran abultamiento en la corteza terrestre y los océanos, más fluidos pero menos profundos, generaban también una marea gigantesca de agua oceánica.
La Luna siguió alejándose, más despacio que al principio, pero mucho más rápido que hoy en día, tal vez a unos ocho o diez centímetros por año.
Conforme la Luna se alejaba las dos mareas eran menos intensas, la corteza seguía enfriándose y haciendo más gruesa con lo que la marea magmática era cada vez menor, y así siguió durante miles de millones de años, hasta hoy.
Porque, aunque muchos piensen que las mareas del manto se han detenido, no es así. Aún se siguen produciendo.
La Historia de las Mareas de la Tierra
No las percibimos porque la Luna está hoy doce veces más lejos que al principio de su historia, y la corteza sólida de la Tierra tiene ya unos veinte o treinta Km de grosor. Si la Tierra siguiera totalmente fundida las mareas del manto tendrían una altura (12X12X12) 1728 veces menor que en su origen, tal vez uno o dos metros, pero la corteza sólida de 20 ó 30 Km que rodea el manto hace que sólo ascienda y descienda unos pocos centímetros en cada marea. Si nos colocamos en medio de una llanura que llegue al horizonte, veremos un paisaje de cientos de Kilómetros. Una deformación de unos pocos centímetros que se produce todos los días en todo el paisaje pasa completamente desapercibida. Sólo puede ser detectada con sensores de muy alta precisión.
Pero las mareas de los mares, esas sí que han tenido una historia fascinante: Empezaron hace 4 Giga-años teniendo una altura de dos o tres kilómetros, azotando las costas de los continentes a 500 Km/h, invadiéndolos hasta cientos de kilómetros al interior, arrastrando barro, piedras y rocas a los océanos. Hace 3 Giga-años, con la Luna más lejos y la Tierra más lenta, las mareas aún tendrían varios cientos de metros de altura y su velocidad sobre las costas sería más lenta, y así ha venido ocurriendo hasta el día de hoy en que la Luna está a 380 Megámetros de distancia, las mareas apenas alcanzan cinco o seis metros de altura y la Tierra se ha ido frenando hasta girar a sólo una rotación cada veinticuatro horas.
Ni el frenado de la Tierra ni el alejamiento de la Luna han sido lineales, sino inversamente exponenciales, produciéndose ambas cada vez más despacio, con dos excepciones…
Ha habido dos ocasiones (creemos que sólo dos, pero tal vez haya ocurrido alguna otra vez más) en que la Tierra ha pasado por períodos de congelación completa. Todo el planeta ha quedado cubierto por una capa de hielo de kilómetros de espesor durante dos períodos distintos que duraron decenas, tal vez cientos de millones de años.
Durante esos períodos no se produjeron mareas apreciables. Tal vez se produjera un leve abultamiento de uno o dos metros en el hielo, pero podemos decir sin temor a equivocarnos que esas mareas eran insignificantes, por lo que podemos deducir que durante esos períodos de congelación total de los mares ni la Tierra se frenaba ni la Luna se alejaba de la Tierra.
La Historia de las Mareas de la Tierra
Cuando la Tierra volvió a calentarse y los mares se fundieron, de nuevo se reanudó el proceso que aún sigue hasta nuestros días.
La Luna se seguirá alejando, cada vez más despacio, pero sin llegar a detener su alejamiento. La Tierra se seguirá frenando, cada vez más despacio, pero sin dejar nunca de frenar. Las mareas seguirán siendo cada vez menos intensas.
De seguir este proceso, dentro de varios miles de millones de años la Tierra llegará a rotar a la misma velocidad que la traslación de la Luna, ésta será visible sólo desde un hemisferio de la Tierra y ya no habrá más mareas, pero esto no llegará a ocurrir porque antes de que llegue a ese punto…
Bueno, hay dos razones por las que esto no llegará a ocurrir, una es que dentro de 5 Giga-años el Sol se convertirá en Gigante Roja y probablemente acabe devorando nuestro planeta.
La otra razón es que la Luna, con su rotación alrededor de nuestro planeta, es la que mantiene estable el eje de rotación de la Tierra. Cuando la Luna se aleje lo suficiente (tal vez en mil o dos mil millones de años) la fuerza de atracción de la Luna será tan débil que dejará de estabilizar la rotación de la Tierra y su eje empezará a derivar en direcciones imprevisibles que en ocasiones podrían acercarse al plano de la eclíptica lo que nos daría períodos de cientos de miles de años en que los dos hemisferios de la Tierra pasaran por días de SEIS MESES de duración provocando unas condiciones que harían inhabitable la superficie de la Tierra.
En cualquier caso, eso pasará dentro de mucho tiempo. De momento preocupémonos sólo de coger las toallas y la sombrilla antes de que suba la marea.
Hoy en día la Tierra gira en 24 horas y la Luna se encuentra a unos 384.000 Km dando una vuelta a la Tierra en 27 días y elevando unas mareas oceánicas de unos pocos metros de altitud, pero aún suficientes para frenar la rotación terrestre en un segundo cada 60.000 años y alejar la Luna cuatro centímetros al año.
Los ritmos de deceleración terrestre y alejamiento lunar no son lineales, dependen de la cantidad de masa fluida (manto terrestre y aguas oceánicas) del planeta, pero si estos valores no llegasen a cambiar dentro de mil millones de años la Tierra se habrá frenado unas dos horas y la Luna alejado unos 40.000 Km hasta situarse a 420.000 Km y dar una vuelta a la Tierra en algo más de treinta días. Para entonces el Sol habrá incrementado su intensidad en un diez por ciento haciendo que los mares y océanos desaparezcan y la fuerza gravitatoria lunar no afectará ya más que a la atmósfera, cuya masa seguirá siendo insignificante, y al manto terrestre que, constreñido dentro de una corteza más gruesa que la actual, apenas sufrirá desplazamientos, reduciendo enormemente la capacidad de frenado de la Luna. Cuando el Sol haya acabado su ciclo vital, agotando gran parte de su hidrógeno, se convertirá en una gigante roja que destruirá nuestro planeta.
Faltan más de 4.000 millones de años, esperemos verlo desde lejos.
El Origen del Campo Magnético Terrestre
La fuerza de atracción lunar no solo afecta a la superficie, generando las mareas. También afecta al núcleo y al manto de la Tierra provocando un efecto aún no completamente comprendido, pero de gran importancia para nuestra vida en el planeta.
Mientras la Tierra se ve frenada por la fuerza gravitatoria de la Luna, ese efecto de frenado no se produce con igual intensidad en el núcleo metálico del planeta, de ahí que el núcleo gire siempre un poco más rápido que la corteza terrestre.
Además, la atracción de la Luna sobre el núcleo metálico de la Tierra era más intensa que sobre la capa del manto de silicatos, de ahí que el núcleo de la Tierra acabase ‘rodando’ dentro del manto terrestre.
Esto produce corrientes y remolinos dentro del núcleo metálico y el manto de silicatos, y esas corrientes giratorias han convertido a la Tierra en una potente dinamo que genera un campo magnético alrededor del planeta.
Los efectos que produjo el Campo Magnético en la Tierra han tenido una importancia crucial para nosotros.
Desde que el Sol empezó a brillar, también comenzó a emitir radiaciones de alto poder energético y produjo un viento solar que hacía que parte de su atmósfera se derramara hacia los confines del sistema solar. Al chocar con las capas altas de la atmósfera de los planetas, las radiaciones energéticas y el viento solar arrancaban las moléculas más ligeras y poco a poco iba reduciendo la cantidad de vapores y gases ligeros de las capas altas de la atmósfera.
Pero el campo magnético de la Tierra formó un escudo de protección, un escudo que desviaba la mayor parte de las partículas energéticas y protegía la Tierra de las radiaciones solares y rayos cósmicos.
Gracias a la Luna tenemos un campo magnético y gracias a éste tenemos una atmósfera mucho más densa que nuestro planeta vecino, Marte.
Pero también, gracias a ese campo magnético, ha sido posible la existencia de seres vivos de una cierta complejidad fuera de los mares.
Los primeros seres vivos que surgieron en la Tierra iniciaron su existencia en los mares y océanos. Las radiaciones energéticas del Sol, tras atravesar la atmósfera, bombardeaban cada centímetro cuadrado de la superficie terrestre con partículas energéticas capaces de alterar o destruir cualquier molécula compleja.
Protegidas por una capa de varios metros de agua, las primeras bacterias que se formaron pudieron evolucionar hasta alcanzar una complejidad que dio origen a organismos cada vez más complejos, pero las bacterias que eran desplazadas a las costas de los lagos o de los mares primitivos sufrirían tal bombardeo de radiaciones que harían inviable su existencia sin la capa protectora del mar, de ahí que la vida hubiera quedado confinada a los fondos marinos o, como mucho, a las húmedas playas de arena y barro, habitando el espacio que quedara entre los granos de arena.
En tal caso la evolución hubiera seguido su curso y quizás se hubieran formado igualmente animales complejos como moluscos y peces, pero en la superficie terrestre solo sería posible la vida de bacterias, líquenes, hierbas, insectos y, quizás, animales subterráneos que se alimentaran de las raíces de la vegetación.
Gracias al escudo magnético que rodea la Tierra, la mayor parte de las radiaciones que harían imposible nuestra existencia fueron desviadas y, cuando las condiciones fueron las adecuadas, plantas y animales complejos poblaron la tierra y tras cientos de millones de años de evolución dieron origen a todas las especies que alguna vez han vivido y caminado sobre la faz de nuestro planeta.
Incluidos nosotros mismos.
