O termo
marea
refirese ao movemento periodico do nivel das
augas
dos
mares
e
oceanos
, que soben e baixan alternadamente duas veces ao
dia
, provocado pola interferencia da
Lua
e do
Sol
sobre o
campo gravitatorio
da
Terra
. Nun senso xeral,
marea
pode definirse como os fenomenos experimentados nun corpo debido a perturbacion do
campo gravitatorio
causado pola interferencia dun ou mais corpos externos.
Cando a marea esta no seu cumio chamase
marea alta
,
marea chea
,
abalo
ou
preamar
; cando esta no seu menor nivel chamase
marea baixa
,
devalo
ou
baixamar
. De media, as mareas oscilan nun periodo de 12 horas e 24 minutos, doce horas debido a
rotacion
da
Terra
e 24 minutos debido ao movemento
orbital
lunar.
A forza da marea producida por un obxecto masivo (a Lua) sobre unha pequena
particula
situada nunha masa extensa (Terra) e o vector diferencial entre a forza
gravitatoria
exercida pola Lua sobre a particula e a forza gravitatoria que se exerceria sobre tal particula se estivese situada no centro de masa da Terra. Deste xeito, a forza da marea depende non da forza do campo gravitatorio da Lua senon do seu
gradiente
. A forza de gravidade exercida polo Sol sobre a Terra e de media unhas 179 veces maior que a exercida pola Lua, pero, debido a que o Sol esta de media unhas 389 veces mais afastado da Terra, o gradiente do seu campo e mais debil. A forza de marea producida polo Sol e por tanto un 46% da que produce a Lua.
Nun campo gravitatorio terrestre ideal, ou sexa, sen interferencias, as augas na superficie da
Terra
sufririan unha aceleracion identica na direccion do
centro de masa
terrestre, encontrandose asi nunha situacion isopotencial. Mais os campos gravitacionais da Lua e do Sol interfiren significativamente co da Terra e provocan aceleracions que actuan na masa terrestre con intensidades diferentes. Como os campos gravitacionais actuan cunha intensidade inversamente proporcional a distancia, as aceleracions sentidas nos diversos puntos da Terra non son as mesmas. Asi a aceleracion provocada pola Lua ten intensidades significativamente diferentes entre os puntos mais proximos e mais afastados da Lua. Desta forma, as masas oceanicas que estan mais proximas da Lua sofren unha aceleracion de intensidade superior as masas oceanicas mais afastadas. E este diferencial o que provoca as alteracions da altura das masas de auga na superficie da Terra.
A altura da preamar e da baixamar (relativa ao nivel medio do mar) tamen varia. Nas luas nova e chea, as forzas gravitacionais do Sol estan na mesma direccion das da Lua, producindo mareas mais altas, chamadas
mareas de
sicixia
(de
conxuncion
ou vivas)
. Nas luas minguante e crecente as forzas gravitacionais do Sol estan en direccions diferentes das da Lua, co que anulan parte delas e producense mareas mais baixas chamadas
mareas de cuadratura
.
A amplitude teorica das mareas dos oceanos debido a Lua e duns 54 cm no punto mais alto, que corresponde a amplitude que acadaria se o oceano posuise unha profundidade uniforme, non houbese masas de terra (continentes, illas) e a Terra non estivese a rotar. O Sol tamen causa mareas, para as que a sua amplitude teorica e duns 25 cm (46% da Lua) nun ciclo de 12 horas. Cando os dous efectos se suman de modo positivo, a altura teorica seria duns 79 cm e, inversamente, cando o fan subtraendose, o nivel teorico e duns 29 cm. Debido a que as orbitas da Terra sobre o Sol e da Lua sobre a Terra son
elipticas
, as amplitudes das mareas varian dependendo das distancias Terra-Sol e Terra-Lua; isto causa unha variacion da forza da marea nunha amplitude teorica dun ±18% no caso da Lua e dun ±5% no caso do Sol. Se a Lua e o Sol estivesen na posicion mais proxima a Terra, a amplitude chegaria a uns 93 cm.
Poren, as amplitudes reais difiren notablemente, non soamente debido as variacions da profundidade dos oceanos e dos obstaculos que representan os continentes e as illas, senon tamen debido ao periodo natural de propagacion da
onda
(dunhas 30 horas) que e da mesmo orde de magnitude que o periodo de
rotacion
terrestre. Se non houbese continentes e illas, levarialle unhas 30 horas a unha onda oceanica propagarse ao longo do
ecuador
.
A amplitude das mareas en mar a fora e de menos de 1 metro. Poren, preto das costas a amplitude e xeralmente maior, e chega a superar os 10 metros nalguns casos. Na seguinte taboa figuran alguns dos lugares onde se producen as mais grandes mareas.
[
1
]
Puxose un so lugar por zona.
Grandes mareas
| Localidade
|
Amplitude
(en metros)
|
| Burntcoat Head, Minas Basin,
Baia de Fundy
,
Nova Escocia
,
Canada
|
11,7
|
| Lago Leaf , Baia Ungava,
Quebec
, Canada
|
9,8
|
| Newport, Canal de Bristol,
Inglaterra
|
9,2
|
| Sunrise, Turnagain Arm, Cook Inlet,
Alasca
|
9,2
|
| Rio Gallegos
(Reducion Beacon),
Arxentina
|
8,8
|
| Entrada do Rio Koksoak, Baia de Hudson,
Groenlandia
|
8,7
|
| Granville, Baia do
Monte Saint Michel
,
Francia
|
8,6
|
| Banco Direccion,
Estreito de Magallans
,
Chile
|
8,5
|
A razon de que unha marea de menos dun metro en mar a fora poida crear unha marea de varios metros na costa e debida a
resonancia
do movemento da capa de auga localizada sobre a
plataforma continental
. Esta capa e pouco fonda (menos de 200 m) e, por veces, ten unha grande extension ata o
talude continental
. Por exemplo, o
Canal da Mancha
e unha capa de auga duns 500 km de longo (desde a entrada ata o
paso de Calais
), 150 km de largo e soamente 100 m de profundidade. A escala, correspondese cunha masa de auga de 15 metros de longo e de 1 cm de profundidade. Cando o nivel do mar aumenta na entrada, a auga entra polo canal da Mancha. Sendo a extension grande e a profundidade pequena, a velocidade da auga aumenta ata uns 2 a 2,5 m/s. Acadar esa velocidade leva tempo (unhas tres horas neste caso), pero deterse tamen require un periodo similar. Unha vez lanzada, a auga segue avanzando, e transcorren outras tres horas ata que para e inverte a direccion. Este comportamento
oscilatorio
debese polo tanto a
inercia
e ao retardo da capa de auga en responder a excitacion: a variacion de altura do oceano alen do talude continental. A marea sera mais grande en funcion se o
periodo
de oscilacion propio da zona e mais proximo ao periodo da excitacion externa, que e de 12 horas e 24 minutos.
O
periodo de oscilacion
propio depende da forma da costa e da profundidade e lonxitude da plataforma continental. O periodo de oscilacion propio da
baia de Fundy
no Canada e de 13 horas. Como e moi proximo ao periodo de excitacion, as mareas son moi grandes. Pola contra, cando o periodo propio se afasta das 12,4 horas, as amplitudes das mareas son menores.
Existen outros fenomenos que poden producir variacions do nivel do mar: a variacion da
presion atmosferica
entre 990 e 1040 hectopascais pode provocar unha diferenza no nivel do mar duns 50 cm. Outros fenomenos ocasionais, como os
ventos
, as
chuvias
ou as
tsunamis
provocan variacions do nivel do mar, ainda que non poden ser cualificados de mareas.
- Preamar
: Nivel maximo dunha marea alta.
- Baixamar
: Nivel minimo dunha marea baixa.
- Repunta da marea
: Ocorre entre mareas, cando remata de encher e comeza a baixar ou ao reves; neste curto periodo non ocorre ningunha alteracion de nivel.
- Amplitude de mareas
: Variacion do nivel das augas, entre unha preamar e unha baixamar inmediatamente anterior ou posterior.
- Cuadratura
: O sol e a lua forman angulo de 90º graos en relacion a Terra.
- Mareas mortas
ou
marea de cuadratura
: Marea de pequena amplitude, marea que segue ao dia de cuarto crecente ou minguante.
- Mareas vivas
ou
marea de sicixia (de conxuncion)
: Nas luas nova e chea, as mareas lunares e solares reforzan unha a outra, producindo as maiores mareas altas e as menores mareas baixas.
A parte das mareas oceanicas, existen tamen as mareas atmosfericas e as mareas da terra solida, se ben estas ultimas son dunha amplitude moito menor. As mareas poden darse en calquera corpo que cambie de posicion relativa respecto a outro, sendo nalguns casos unha importante fonte de intercambio enerxetico, como nos
satelites
de
Xupiter
.
Na Terra, as
mareas atmosfericas
son apreciables entre os 80 e os 120 km de altura. Por debaixo dos 80 km de altura hai outros fenomenos que eclipsan a sua influencia, tales como os efectos climaticos.
As
mareas da Terra solida
afectan a masa rochosa da Terra. A codia terrestre desprazase en resposta ao influxo gravitatorio da Lua e do Sol, das mareas oceanicas e da carga da
atmosfera
. Ainda que e desprezable o seu efecto para a maior parte das actividades humanas, a amplitude destas mareas solidas pode chegar a uns 55 cm no ecuador terrestre, o que e importante de cara a calibracion de
GPS
e de
VLBI
.
O conxunto das mareas sobre a Terra afecta a sua rotacion, alongando pouco a pouco a duracion do
dia
o atrasar o movemento.