Cómo funcionan realmente las mareas: la Luna es solo la mitad de la historia

Cada libro de texto de física escolar contiene el mismo diagrama: la Tierra con dos abultamientos acuosos, uno frente a la Luna y otro en el lado opuesto, con el planeta girando debajo de ellos para producir dos mareas altas al día. El diagrama explica por qué existen las mareas. No puede explicar una sola tabla de mareas real, y las formas en que falla son más interesantes que la imagen misma.

Empecemos con lo que el diagrama acierta. La gravedad de la Luna tira con más fuerza del lado cercano de la Tierra que del lado lejano, y es esta diferencia —la fuerza generadora de marea— lo que importa, no la atracción pura. La diferencia estira el océano a lo largo de la línea Tierra-Luna, y como el Sol produce un efecto similar con aproximadamente el 46 por ciento de la fuerza de la Luna, las dos fuerzas o se acumulan (mareas vivas, cerca de la luna nueva y llena) o se cancelan parcialmente (mareas muertas, cerca de las cuartos). Hasta aquí, todo según el libro de texto.

Ahora hagamos los cálculos sobre el abultamiento. Para que un montículo de agua se mantenga apuntando a la Luna mientras la Tierra rota debajo de él, tendría que recorrer el ecuador a unos 1.600 kilómetros por hora. Una marea es una onda de aguas poco profundas, y la velocidad de dicha onda está determinada por la profundidad: en un océano con una media de unos cuatro kilómetros de profundidad, solo puede alcanzar unos 700 km/h. El océano físicamente no puede seguir el ritmo de la fuerza ejercida. Añada los continentes, que impiden que cualquier abultamiento circule libremente, y la imagen de equilibrio colapsa. Lo que la Luna y el Sol hacen en realidad es sacudir las cuencas oceánicas rítmicamente, dos veces cada 24 horas y 50 minutos, y cada cuenca responde como el agua agitada en una bañera: como un conjunto de ondas estacionarias y rotatorias con vida propia.

Esa respuesta se organiza alrededor de puntos amfidrómicos: puntos en mar abierto donde el rango de marea es esencialmente cero, alrededor de los cuales la cresta de la marea rota como la manecilla de un reloj, una vez por ciclo de marea. La rotación es una onda de Kelvin, dirigida por el efecto Coriolis, que en el hemisferio norte presiona la onda contra la costa a su derecha. Solo el Mar del Norte contiene tres sistemas amfidrómicos, razón por la cual la marea llega a Aberdeen, Hull y Harwich en momentos bastante distintos, y por la cual la onda semidiurna tarda la mayor parte de un día en viajar desde el norte de Escocia por la costa este hasta el Támesis. Alrededor de Southampton, la interacción de la marea principal con sus armónicos de aguas poco profundas produce la famosa doble marea alta —dos picos con un par de horas de diferencia—, un regalo para el puerto que ningún diagrama de abultamiento podría predecir jamás.

Por qué el Severn ruge y el Mediterráneo duerme

La resonancia es la mitad que falta en la historia. Cada cuenca tiene periodos naturales en los que el agua oscila de un lado a otro, determinados por su longitud y profundidad. Si un periodo natural se sitúa cerca del periodo lunar principal de 12 horas y 25 minutos —los oceanógrafos llaman a esto la constituyente M2—, la cuenca amplifica la fuerza, ciclo tras ciclo, como un columpio al que se le da un empujón. El canal de Bristol y el estuario del Severn forman un embudo de unos 200 kilómetros de largo cuyo periodo de oscilación se sitúa cerca de esa marca, y la geometría de estrechamiento y somerización concentra aún más la energía de la onda a medida que avanza tierra adentro. El resultado en Avonmouth es un rango medio de marea viva de unos 12,3 metros, con extremos que se acercan a los 14 —el segundo rango de marea más grande del planeta, solo superado por la Bahía de Fundy en Canadá—. En las mareas vivas más grandes, el frente de la onda se vuelve abrupto formando el "bore" del Severn, una ola que rompe y sube por el río pasando por Gloucester con surfistas sobre su cresta.

El Mediterráneo muestra el caso opuesto. Es profundo, sus subcuencas tienen periodos naturales muy alejados de las 12,42 horas, y se conecta con el Atlántico solo a través del estrecho de Gibraltar, de 14 kilómetros de ancho, demasiado estrecho para permitir la entrada de gran parte de la marea oceánica. Los rangos de 20 a 40 centímetros son típicos, razón por la cual las civilizaciones clásicas que rodeaban ese mar escribieron tan poco sobre las mareas, y por la cual los puertos mediterráneos nunca necesitaron las compuertas de esclusa que bordean los puertos británicos.

Cómo Gran Bretaña aprendió a predecir el diagrama impredecible

Debido a que la respuesta de cada costa está fijada por la geografía, las mareas pueden pronosticarse con una precisión notable a pesar de la teoría errónea que sustenta la imagen escolar. El método, formalizado en la Gran Bretaña victoriana por Lord Kelvin, descompone el registro de un mareógrafo en docenas de constituyentes armónicos —M2, la solar S2 y el resto— y luego los recombina para predecir con años de antelación. Kelvin construyó máquinas de latón con poleas y engranajes para realizar la sumatoria; sus sucesores son los modelos numéricos ejecutados en el National Oceanography Centre en Liverpool, cuya red de mareógrafos y pronósticos de marejada ciclónica alimentan las alertas de inundación de la Environment Agency, y la Oficina Hidrográfica del Reino Unido en Taunton, cuyas tablas de mareas de la Admiralty cubren puertos de todo el mundo. El diagrama de abultamiento sobrevive en las aulas porque responde a la primera pregunta: por qué el mar se mueve. Todo lo que un marinero, un surfista o un pronosticador de inundaciones necesita realmente proviene de tratar la marea como lo que es: el océano resonando como una campana golpeada, a frecuencias que la Luna suministra pero la geografía elige.