Dinámica de Fluidos Geofísicos (síntesis de conceptos básicos)

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Dinámica de Fluidos Geofísicos:Los fenómenos en los fluidos geofísicos

Lluch Gual Pérez*

*Facultad de Ciencias de la Tierra. Universidad de Zaragoza. Plz San Francisco, 12

08/02/2012

Abstract

The goal of this paper is to understand the essential concepts of geophysical fluid

dynamics and their relationship to each other. How can cause the heat from the earth a

cloud? This is an example of extreme concept that can be reached.

All starts from the concept of geophysical fluid to determine each of the properties of

the problems studied geophysical fluid dynamics. We can define geophysical fluid as

the study of large-scale natural flows of the Earth and others planets and stars. All of

them have in common that all effects are based mainly by rotation and stratification,

and the mechanism that generates most them is convection. It have been studied

atmospheric phenomena, the dynamics of the oceans, the convection in the Sun, and

the dynamo effect ( generator of terrestrial magnetism) and convection in the mantle,

as the main mechanism of plate tectonics.



2

Índice

1.Dinámica de fluidos geofísicos: definición, qué estudia y propiedades

fundamentales………………………………………………………………………………... 3

1.1 Definición

1.2 ¿Qué estudia? ...............................................................................................4

1.3 Propiedades fundamentales

2.Convección como mecanismo principal…………………………………………………9

2.1 Transferencia de calor

2.2 Definición de conveción

3.Dinámica de las capas fluidas: atmósfera e hidrosfera…………………………….…..11

3.1 Ciclo hidrológico

4.Dinámica de la atmósfera………………………………………………………..………. 13

4.1 La atmósfera terrestre y sus procesos

4.2 La atmósfera de Júpiter: Gran Mancha Roja …………………………...……19

4.3 La atmósfera de Neptuno: Punto Negro…………………………………..…..205.Dinámica en el océano……………………………………………………………………22

5.1 Concepto de océano y clasificación

5.2 Dinámica…………………………………………………………………….23

6.Zona de convección del Sol………………………………………………………………28

7.Los movimientos convectivos en el interior de la Tierra ………………………….….. 29

7.1 Efecto dinamo del núcleo externo

7.2 La convección en el manto……………………………………………………30

8.Conclusión……………………………………………………………………………..…. 33

9.Bibliografía………………………………………………….……………………………...34



3

1. Dinámica de fluidos geofísicos: definición, qué estudia y

propiedades fundamentales

1.1 Definición

La dinámica de fluidos geofísicos es el estudio de los flujos naturales a gran escala de

la Tierra y cuerpos celestes, otros planetas y estrellas (1).

Aunque la disciplina comprende el movimiento de fluidos naturales en sus dos fases:

Agua del océano

Líquido Núcleo externo fundido

≈ Manto

Aire en la atmósfera terrestre y otros planetasGas

Gases ionizados en las estrellas

Como refleja la definición existe una restricción en la escala de los movimientos. Sólo

los movimientos a gran escala forman parte del estudio de la dinámica de fluidos

geofísicos (DFG en adelante); es decir, problemas de estudio como la convección de

las nubes, el flujo en ríos y la turbulencia en la capa superior del océano son tratados

por la meteorología, hidrogeología y oceanografía, respectivamente, como temas de

dinámica específicos. A pesar de ello, son procesos esenciales para comprender

mejor la dinámica a gran escala.

Se entiende por gran escala a todo aquel movimiento observable en varios sistemas y

bajo diferentes formas, pero regidos por una dinámica similar. Por ejemplo: los

grandes anticiclones de la Tierra tienen una dinámica afín a la Corriente del Golfo y a

la Gran Mancha Roja de Júpiter (1).

Existe un conflicto a la hora de conocer el límite de la escala de estudio, por ello se

trata de ajustar más la definición. La DFG está estrechamente relacionada con la

rotación de los cuerpos celestes, diferencias de densidad (agua dulce-salada, masas



4

de aire frío-caliente) o ambas a la vez. En este sentido, la DFG se basa en la

estratificación de los fluidos y la dinámica de rotación (1).

Por tanto, se puede definir la DFG como el estudio de los flujos naturales a gran

escala de la Tierra y cuerpos celestes (otros planetas y estrellas) según su dinámica

de rotación y/o estratificación de los fluidos.

1.2 ¿Qué estudia?

La DFG aborda principalmente los siguientes temas:

- La variación de la atmósfera: clima y dinámica de las masas de aire

- Los océanos: olas, vórtices y corrientes.

- Movimientos en el interior de la Tierra: efecto dinamo del núcleo externo,

convección del manto.

- Vórtices en otros planetas: Gran Mancha Roja de Júpiter, Punto Negro de

Neptuno.

- Zona de convección del Sol.

1.3 Propiedades fundamentales

La importancia de los efectos de la rotación y la estratificación en los fluidos son los

puntos de partida para poder distinguir la DFG de la mecánica de fluidos tradicional.

Efectos de la rotación

La presencia de la rotación, como el giro de la Tierra en torno a su eje,introduce en la ecuación de movimiento de los fluidos dos términos de

aceleración, los cuales son interpretados como fuerzas: la fuerza de Coriolis y

la fuerza centrífuga . Esta última, a pesar de que debería afectar a los fluidos

geofísicos, no juega ningún papel en la dinámica. Mientras que la fuerza de

Coriolis resulta ser un factor crucial en los movimientos geofísico (1).

La fuerza de Coriolis

es una fuerza ficticia que aparece cuando un cuerpo está

en movimiento con respecto a un sistema en rotación y se describe sumovimiento en ese referencial. Siempre es perpendicular a la dirección del eje



5

de rotación del sistema y a la dirección del movimiento del cuerpo vista desde

el sistema en rotación. La fuerza de Coriolis tiene dos componentes: tangencial

(debido a la componente radial del movimiento del cuerpo) y radial (debido a la

componente tangencial del movimiento del cuerpo)(2).

La fórmula (form.1) que describe dicha fuerza es:form. 1

donde es la masa del cuerpo; , la velocidad del cuerpo en el sistema en

rotación; , es la velocidad angular del sistema en rotación vista desde

un sistema inercial; y indica producto vectorial.

Esto influye en aquellos fluidos geofísicos cuyas trayectorias vienen

determinadas en primer término por el efecto Coriolis, principalmente los

vientos y las corrientes oceánicas.

Al ser un movimiento circular, cuanto menor sea el radio de giro, mayor será la

velocidad lineal. Lo cual se traduce a que cerca de los polos la fuerza será

mayor. Las componentes del movimiento que sean paralelas al eje de rotación

no producirán fuerza de Coriolis (fig. 1)

fig. 1 Según Strahler (1999): el efecto

Coriolis aumenta hacia los polos. Se toma

como referencia el Ecuador, donde no

existe desviación en el movimiento.

Los movimientos en el hemisferio norte

experimentarán desviaciones hacia la

derecha, mientras que en el hemisferio

sur se experimentarán hacia la izquierda.



6

Efectos de la estratificación

La densidad del aire está determinada principalmente por la temperatura y el

vapor de agua contenido, mientras que la densidad del agua de mar por la

temperatura y la salinidad.

El calentamiento producido por el Sol en la Tierra trae consigo variaciones

significativas de la densidad, tanto en la atmósfera y como en los océanos. De

hecho, a parte de las mareas lunares, este calentamiento es uno de los

responsables de todos los movimientos atmosféricos y oceánicos.

El proceso relacionado con el calor que pone en movimiento los fluidos

geofísicos es la convección . Será explicada en el siguiente punto del trabajo.

La atmósfera (fig. 2) y los océanos (fig. 3) se caracterizan por estar

estratificados. Dicha estratificación se caracteriza por el hecho de que a gran

escala casi siempre es gravitacionalmente estable; es decir, el fluido más

pesado se encuentra bajo el más ligero: la densidad aumenta con la

profundidad.

La estratificación viene dada por el número de Burger (adimensional) e indica laimportancia de la estratificación del fluido. Se define como (form. 2)(4) :

fig. 2 Estratificación de la atmósfera.

fig. 3 Estratificación del océano en un corte S-N.



7

, (form. 2)

Sonde N es la frecuencia de flotabilidad, H la profundidad del fluido, f la

frecuencia de Coriolis y L la escala horizontal de la corriente.

Una segunda manera de expresar el número de Burger (form. 3)(3):

(form. 3)

es una característica de la diferencia de densidad del fluido en relación

con la escala vertical del movimiento D , mientras que g es la aceleración de la

gravedad.

El parámetro S puede ser escrito como una proporción entre escalas de

longitud (form. 4 ):

(form. 4)

Donde la longitud D (form. 5):

, (form. 5)

Es el llamado radio de deformación de Rossby (la escala de longitud en la que

los efectos de rotación llegan a ser tan importantes como los efectos de la

flotación o la gravedad en la evolución de los flujos en alguna perturbación (5)).

En general, los movimientos a gran escala geofísica suelen ocurrir dentro de un

delgado estrato de fluido y, dada la gran escala horizontal del movimiento, esta

restricción geométrica produce trayectorias de fluido que son muy planas y

vienen dadas por la relación de aspecto para el movimiento δ (form. 6):

(form. 6)

suele ser un número pequeño.

Una consecuencia importante de la estratificación estable es que el movimiento

paralelo a la dirección local de la gravedad se inhibe casi por completo, y esta

restricción tiende a producir movimientos de gran escala horizontales al existir

una gran disparidad entre las escalas horizontal y vertical del movimiento (form.

6). La profundidad del océano rara vez excede los 6 km de profundidad,



8

mientras que la extensión vertical de las mayores corrientes oceánicas es

mucho menor. En cambio, la escala horizontal es de cientos o miles de

kilómetros. Semejante a lo que ocurre con los fenómenos atmosféricos (3).



9

2. Convección como mecanismo principal

2.1 Transferencia de calor

Para llegar a la definición de convección primero debemos conocer el concepto de

transferencia de calor; teniendo en cuenta siempre que estamos ante un trabajo cuya

temática son los fluidos.

La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor

temperatura a otro de menor temperatura. Ocurre de tal manera que el cuerpo y su

entorno alcancen equilibrio térmico, por ello la transferencia de calor siempre ocurre

desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor (Segunda Ley de la

Termodinámica). (6) Se puede dar de tres formas: conducción, convección y radiación.

2.2 Definición de convección

La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza por

producirse en fluidos (aire, agua) que transportan el calor entre zonas con diferencias

de temperatura. Los fluidos al calentarse aumentan de volumen y, por lo tanto,

su densidad disminuye. Ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte

superior y que está a menor temperatura.(7) La convección natural es causada por las

fuerzas de flotabilidad, debido a las diferencias de densidad derivadas de las

variaciones de temperatura en el fluido.

Un fluido, caliente o frío, en

contacto con una superficie sólida,

fría o caliente respectivamente,

causa una circulación debido a lasdiferencias de densidades que

resultan del gradiente de

temperaturas en el fluido. Esto

ocurre en las costas, por ejemplo

(fig. 4).

fig. 4 Corriente convectiva al contacto de masa de

aire fría proveniente del mar con la tierra calentada.



10

También se puede definir la convección como el transporte de partículas dentro de un

fluido por medio de corrientes ascendentes y descendentes debido a variaciones de

densidad. De este modo no se excluyen de la definición las variaciones de densidad

por el contenido en sales de las aguas de los océanos o el contenido en vapor de agua

de la atmósfera, que adquieren cierta importancia.



11

3. Dinámica de las capas fluidas: atmósfera e hidrosfera

Se entiende por capas fluidas de la Tierra a la atmósfera (envoltura gaseosa que

rodea la Tierra ) e hidrosfera (conjunto del agua en sus tres estados físicos: líquido-

masas de aguas superficiales y subterráneas-, sólido- casquetes polares, icebergs y glaciares- y gaseoso-nubes ). Las cuales se interaccionan mediante el ciclo del agua y

condicionan el clima.(8)

Los procesos se deben al contraste térmico. El aire, que es mal conductor del calor, se

calienta gracias al calor que irradia la superficie terrestre, albedo, calentada por la

radiación del Sol y el calor latente del vapor de agua al condensarse en la atmósfera.

Se produce un contraste térmico vertical, hacia arriba en la atmósfera y hacia abajo en

el océano (hidrosfera), y horizontal entre zonas geográficas que reciben diferente

insolación, provoca la circulación horizontal del aire y de las corrientes marinas

.

3.1 El ciclo hidrológico

El ciclo del agua describe el

movimiento continuo y cíclico del

agua, así como su conservación en

la Tierra (fig. 6). Interviene en el

clima al mantener la temperatura

terrestre: elevándola, ya que el

vapor de agua es un gas de efecto

invernadero, y rebajándola,

transmitiendo el calor que refleja la

Tierra (albedo). (8)

fig. 6 Dibujo esquemático del ciclo del agua (evaporación,condensación, precipitación, escorrentía, percolación)

comenzando en el oceáno y finalizando en éste.

fig. 5 Dibujo esquemático

que relaciona el la energía

del Sol con el ciclo del agua,

las corrientes oceánicas y losvientos.



12

El agua puede cambiar su estado entre líquido, vapor y hielo en varias etapas del

ciclo, y los procesos pueden ocurrir en cuestión de segundos o en millones de años.

Aunque el equilibrio del agua en la Tierra permanece relativamente constante con el

tiempo, las moléculas de agua individuales pueden circular muy rápido. La energía

solar rige el ciclo calentando el agua de los océanos. Parte de este agua

se evapora en vapor de agua, el hielo y la nieve pueden sublimar directamente en

vapor de agua. Las corrientes de aire ascendentes toman el vapor de la atmósfera,

junto con el agua de evapotranspiración, que es el agua procedente de las plantas y la

evaporación del suelo. El vapor se eleva en el aire, donde las temperaturas más frías

hacen que se condense en nubes. Las corrientes de aire mueven las nubes alrededor

del la Tierra. Las partículas de las nubes chocan, crecen y caen como precipitación de

agua líquida, granizo o de nieve, que puede acumularse como casquetes polares y

glaciares. La mayor parte de la precipitación cae sobre los océanos o la tierra, donde,

debido a la gravedad, fluye sobre la superficie. En climas más cálidos, los bloques de

nieve a menudo se descongelan y se derriten cuando llega la primavera, y el agua

derretida fluye por la tierra. Una parte de ese agua acaba formando los ríos que llegan

a los océanos. El agua filtrada pasa a las aguas subterráneas, que se acumulan y son

almacenadas como agua dulce en lagos. La mayor parte de ella empapa la tierra

como infiltración y rellena acuíferos que almacenan agua dulce durante largo períodos

de tiempo. Puede surgir como manantiales dando paso a agua superficial y,

finalmente, oceánica. Una vez en el océano, el ciclo comienza de nuevo.(9)



13

4. Dinámica en la atmósfera

La atmósfera es una mezcla de varios gases que rodean cualquier cuerpo celeste

cuando éste posee un campo gravitatorio suficiente para impedir que escapen.(10)

4.1 La atmósfera terrestre y sus procesos

La atmósfera terrestre es una mezcla de gases que se ha ido desarrollando a lo largo

de 4.500 ma. Los cambios que se producen en ella contribuyen a los procesos de

erosión, sustento de los seres vivos y determinación del clima.

La atmósfera primigenia debió estar compuesta

únicamente de emanaciones

volcánicas, es decir, una mezcla de vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido deazufre y nitrógeno. A lo largo de este tiempo, diversos procesos físicos, químicos y

biológicos han permitido una evolución gradual de la composición de la atmósfera,

más reductora que la primigenia. Hace unos 2.000 ma. los organismos

fotosintetizadores, con su actividad, provocaron un enriquecimiento en oxígeno. La

acumulación de oxígeno dio lugar a la formación de la capa de ozono. Los gases que

forman actualmente la Tierra son: Nitrógeno (78.084%), Oxígeno (20.946%), Argón

(0.934%) y Dióxido de Carbono (0.033%), vapor de agua, ozono y otros óxidos.

Además hay partículas de polvo en suspensión (inorgánicas, pequeños organismos orestos de ellos y sal marina) que muchas

veces pueden servir como núcleos de

condensación para la formación de

precipitaciones.

El aire se encuentra concentrado cerca

de la superficie, comprimido por la acción

de la gravedad. Conforme aumenta la

altura, la densidad disminuye conrapidez. En los 5,5 Km más próximos a la

superficie terrestre se encuentra la mitad

de la masa total; y antes de los 15 Km de

altura se encuentra el 95% de toda la

materia que compone la atmósfera (fig.

7).

fig. 7 Temperatura, la formación de nubes y

efectos como las auroras boreales en relación alas partes de la atmósfera y la altura a la que se

encuentran.



14

La mezcla de gases que llamamos aire mantiene la proporción de sus distintos

componentes casi invariable hasta los 80 Km de altitud, aunque cada vez más

enrarecido (menos denso) conforme vamos ascendiendo. A partir de los 80 km la

composición se hace más variable.(11)

Los procesos que tienen lugar en la atmósfera terrestre son debidos a los cambios de

temperatura y la humedad (vapor de agua). Estos dos factores son los responsables

de regular los movimientos verticales de convección que se dan en ella.

Cambios de temperatura

Son producidos, en primer término, por la energía solar. La cantidad de energía

que recibe cada zona de la Tierra depende de la inclinación de los rayossolares al incidir. Cuanto más verticales, más energía proporcionan. Las

regiones cercanas al ecuador son más calientes que las que se encuentran

cerca de los polos. Además en el hemisferio norte la proporción de tierra

emergida es mayor que en sur, lo que condicionará que se produzcan con

mayor o menor intensidad fenómenos relacionados con los fluidos geofísicos.

Al llegar a la superficie terrestre, los rayos incidentes se pueden encontrar con

el océano o el continente. El agua del océano tarda más en enfriarse que las

rocas de los continentes, por esta razón se crean zonas con distintastemperaturas. (11)

También se debe tener en cuenta que la parte de la atmósfera más cercana a

la superficie terrestre está más caliente y, por lo tanto, menos densa. Las

masas de aire de la superficie tenderán a ascender, mientras que las de la

parte superior descenderán por ser más densas y frías.(8)

Humedad

La humedad afecta a la atmósfera en la medida que hace menos denso el aire

húmedo que el seco ya que desplaza el resto de componentes atmosféricos de

mayor peso molecular (oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono).

Se puede hablar de humedad absoluta y relativa:

Humedad absoluta: cantidad de vapor de agua contenida en un

volumen determinado de aire. Se expresa en g/m3.

Humedad relativa: cantidad de vapor de agua en hay en un

determinado volumen de aire en relación a la máxima posible según la

temperatura. En g/m3.



15

La relación entre concentración de humedad y la temperatura pueden

representarse en una gráfica, la cual se denomina curva de saturación del aire

(fig. 8 ).

En relación a los factores de la humedad y la temperatura, nos encontramos con el

concepto de presión atmosférica .

Se define la presión atmosférica como el peso que ejerce el aire sobre la superficie

terrestre (12). En meteorología se usa como unidad de medida de la presión atmosférica

el hectoPascal (hPa), siendo la presión normal sobre a nivel del mar 1013,2 hPa.A pesar de los inconvenientes de las variaciones de la temperatura y humedad en el

tiempo, las presiones atmosféricas se pueden medir aproximadamente gracias a la

llamada ecuación altimétrica (form. 7) en la cual se supone al aire como gas ideal y la

densidad del aire variable según una ley exponencial. Se puede obtener la altitud z en

función de la presión. Se toman como valores normales: = 1,292 kg/m3, =

9,80665 m/s2 , = 760 mmHg = 101 325 Pa y la constante ≈ 8 000 m. (13)

(form. 7)

La diferencia de presión entre dos puntos se llama gradiente de presión. En los mapas

del tiempo (fig. 9 ), se unen puntos de igual presión, mediante líneas llamadas

isobaras, para trazar los anticiclones y las depresiones. En la nomenclatura

anglosajona, en los mapas del tiempo, un anticiclón se representa con la letra H, de

heavy (pesado), y una depresión con la letra L, de light (ligero). Así pues, en un

anticiclón el aire pesará más que en una depresión, por eso se denominan altas

presiones a los anticiclones y bajas presiones a las depresiones (fig. 10 ).(12)

fig. 8 Curva de saturación del aire debido a la humedad.



16

En el Hemisferio Norte, los vientos producidos en las borrascas girarán en sentido anti-

horario, tendiendo a concentrar la humedad (generar nubes), hacia zonas de aire más

caliente. Los vientos en los anticiclones girarán en el sentido opuesto, horario. (14)

Los vientos superficiales se deben a la diferencia de presión atmosférica entre zonas

de la misma altura, como consecuencia del calentamiento desigual de la Tierra.

Aquellos que provengan de las zonas oceánicas estarán cargados de humedad y

serán más calientes, mientras que los que provengan del continente serán más fríos y

menos húmedos.

Los vientos se pueden clasificar según sus características como:

Alisios: son constantes y van cargados de humedad. Son los responsables

de las lluvias ecuatoriales.

Locales: aquellos que se dan en determinadas zonas, como el cierzo

(viento frío del NW en Aragón).

Periódicos: como los monzones (debidos a cambios estacionales que en ladirección del viento se producen alternativamente veranos húmedos e

inviernos secos) y las brisas marinas (producen cambios diarios en la

dirección del viento causados por el contraste térmico continente-océano;

durante el día hacia la playa, en la noche hacia el mar).

Las masas continentales tienen una mayor amplitud de temperaturas, por lo que

frenan los vientos oceánicos. Además, el agua, como se ha comentado en apartados

anteriores, absorbe mucha energía calorífica por lo que los océanos se enfrían ycalientan a menos velocidad que los continentes.

fig. 9 Mapa metereológico: B (borrasca), A

anticiclón e isobaras.

fig. 10 Representación de la dinámica de anticiclones

y borrascas.



17

En las latitudes medias el enfriamiento invernal hace que el aire esté muy frío

originándose un anticiclón continental que crea condiciones de estabilidad que dan

lugar a vientos que impiden las precipitaciones y favorecen las nieblas y heladas.

En cada hemisferio hay tres células convectivas, que además se deforman por la

presencia de continentes y relieves montañosos, debido a la fuerza de Coriolis. Una de

las principales consecuencias de la fuerza de Coriolis es que los los vientos de las tres

células convectivas se

desplazan de forma

oblicua e incluso

perpendicular a los

meridianos (fig. 11)

El sistema básico de la

circulación atmosférica

consiste en dos

cinturones de vientos muy

intensos, elevados y

canalizados en cada

hemisferio que se sitúan

en latitudes medias y

subtropicales: son los

chorros polar (en azul) y

subtropical (en rosa),

respectivamente (fig. 12 ).

Aunque su componente

fundamental o direccional

es zonal (los llamados

vientos del oeste), en muchas ocasiones aparece una componente meridional (norte –

sur) significativa, dando lugar a las típicas ondulaciones que observamos en la figura

adjunta. En determinadas ocasiones, esta última componente es tan intensa que

puede dar lugar a rupturas y aislamientos de estructuras ( Depresión Aislada de

Niveles Altos o gota fría).

Las corrientes canalizadas que circunvalan la Tierra, aproximadamente a unos 9.000

m de altura o a 300 hPa en nuestras latitudes, se les denominan corrientes en chorro o“jets”. Existen distintos tipos a diferentes latitudes, siendo el más conocido el chorro

fig. 11

fig. 12 Esquema de corrientes de aire.



18

polar. Lleva asociados máximos de vientos que superan los 180 Km/h. La dirección

que normalmente posee el chorro es zonal. Fluye de oeste a este rodeando a la Tierra

y está limitado a un cinturón de latitudes medias. En el hemisferio norte y en el lado

izquierdo del chorro polar, hacia el polo Norte, el aire es relativamente frío. En su lado

más meridional el aire es más cálido que el del lado polar. Cuando el chorro,

originalmente rectilíneo, se intensifica, se ondula y toma una componente norte-sur

muy marcada. Se puede generar un proceso de aislamiento y estrangulamiento de

parte de esta circulación intensa de la circulación general, alejándose de las zonas de

origen y llegando a cerrarse sobre sí mismas. Meteorológicamente se le denominó en

castellano como Depresión Aislada de Niveles Altos, DANA. Esta palabra no fue

introducida y usada en el Instituto Nacional Meteorológico hasta mediados de los

ochenta como una terminología más apropiada que la de gota fría dentro del Área de

Predicción y Vigilancia.

El chorro subtropical es un cinturón de vientos máximos, zonal, muy concentrado y

equivalente al polar, pero situado en latitudes más bajas y a mayor altura, entre 11.000

y 13.000 m, aproximadamente. Del chorro subtropical se puede separar y aislar un

ramal, o circulación cerrada, cuando éste llega a ondularse marcadamente. En ambos

casos, el resultado de este proceso es la presencia y generación de circulaciones

cerradas y separadas de la zona originaria. Se forma una depresión en altura que

posee una circulación propia, independiente y que ha perdido el contacto con la

circulación que la generó (polar o subtropical), desplazándose de forma independiente

del flujo de los vientos del oeste.

Las células convectivas más cercanas al ecuador se

llaman Células de Hadley (fig. 13 ). El aire que asciende

en el ecuador, se desplaza hacia los polos, pero se va

desviando por la fuerza de Coriolis, de forma que no

supera los 30º N y S. En su recorrido, asciende y se

enfría, descendiendo a la latitud de 30º N y S. Se

genera así una zona de bajas presiones en las

inmediaciones del ecuador y otra de altas presiones a

30º de latitud. Desde éstas últimas se producen, en

superficie, los vientos alisios hacia el ecuador.

Desde los anticiclones de 30º N y S, también se desplaza el aire hacia las zonas

polares. En las zonas polares, debido a la baja temperatura, existen anticiclones

permanentes en superficie. Desde allí el aire se mueve, en superficie, hacia las

fig. 13 Esquema célula de Hadley.



19

latitudes templadas. Las masas de aire polar y las de aire tropical se encuentran a una

latitud de 50 o 60º N y S y se forma el frente polar. El aire tropical asciende y se forma

una zona de bajas presiones. Entre ésta y el anticiclón polar se genera una de las

grandes células convectivas. Cuando se ponen en contacto masas de aire templadas y

frías se desarrolla en el límite superior de la troposfera una corriente que rodea

latitudinalmente la Tierra en sentido oeste a este, la ya comentada corriente en chorro.

La célula intermedia, entre el anticiclón tropical y los 50 o 60º es más teórica que real

porque el aire que sopla en altura no llega a formarse.(15)

La estructura dinámica de células convectivas en la atmósfera no es estática ya que

se desplaza alternativamente hacia el norte y hacia el sur con las estaciones.

4.2 La atmósfera de Júpiter: Gran Mancha Roja

La atmósfera de Júpiter es la atmósfera planetaria de mayor tamaño en todo

el Sistema Solar. Está compuesta principalmente por hidrógeno molecular y helio en

una proporción comparable con la de una estrella. Se encuentran gases como

metano, amoníaco, ácido sulfhídrico y agua. Aunque la presencia de este último

compuesto no se ha podido observar en forma directa, se cree que reside en las capas

más profundas de la atmósfera. La abundancia de oxígeno, nitrógeno, azufre y gasesnobles en la atmósfera de Júpiter supera los valores encontrados en las estrellas en

una proporción cercana al 3:1.(16)

Las capas atmosféricas son, de inferior a superior, la troposfera, estratosfera,

termosfera y exosfera. Cada capa cuenta con un gradiente térmico característico. La

capa inferior, troposfera, posee un complicado sistema de nubes y brumas,

compuestas por estratos de amoníaco, hidrosulfuro de amonio y agua. Las nubes de

amoníaco superiores que son visibles, en lo que se diría como superficie de Júpiter, se

encuentran organizadas en bandas zonales paralelas al ecuador. Están delimitadas

por fuertes corrientes atmosféricas conocidas como chorros de aire. Las bandas se

alternan en colores. Las oscuras, correas , y zonas, las claras. Las zonas, más frías,

corresponden a las corrientes de aire ascendente; las correas señalan las corrientes

descendentes. El origen de la estructura en bandas y de los chorros de aire no se ha

podido determinar, aunque existen dos modelos teóricos. El primer modelo sostiene

que existen fenómenos en la superficie que recubren un interior estable. En el

segundo las bandas y los chorros de aire son simplemente una manifestación del flujo

http://perso.wanadoo.es/biologiacolon/temas/02_atmosfera/02_02_dinamica_global.htm#frontales

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrosulfuro_de_amonio&action=edit&redlink=1

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de hidrógeno molecular en el manto de Júpiter, que estaría organizado en cierta

cantidad de cilindros.(17)

La atmósfera de Júpiter muestra una amplia gama de fenómenos activos, incluida la

inestabilidad de las bandas, vórtices (ciclones y anticiclones), tormentas (generadas en

las regiones de las correas) y relámpagos. Los vórtices se manifiestan como enormes

manchas ovaladas de color rojo, blanco o marrón. Las dos manchas de mayor tamaño

son la Gran Mancha Roja (GMR) y la Pequeña Mancha Roja (PMR); de características

anticiclónicas. Los anticiclones más pequeños suelen ser blancos. Se cree que los

vórtices son estructuras relativamente poco profundas, que no superan varios cientos

de kilómetros. La GMR, que se sitúa en el hemisferio sur, es el vórtice más grande

conocido en todo el Sistema Solar, de edad superior a 300 años. Su tamaño es tal que

podría envolver a varios planetas del tamaño de la Tierra. La PMR, que se encuentraal sur de la GMR, tiene una magnitud equivalente a un tercio de la anterior y se formó

en el año 2000 a raíz de la combinación de tres óvalos blancos.(17)

Las observaciones de la GMR revelan que las zonas más encarnadas corresponden al

núcleo caliente dentro del sistema tormentoso, que en general es frío. Las imágenes

muestran líneas oscuras allí donde los gases descienden a la superficie del planeta.

La Mancha es una región fría que

ronda los 160 grados bajo cero.

La tormenta es estable a pesar de

las turbulencias y sus choques con

otros anticiclones que afectan al

borde del sistema tormentoso. El

centro de la Mancha tiene una

temperatura 3 ó 4 (fig. 14 ) grados

por encima de su entorno, lo es

suficiente para cambiar la circulación de la tormenta, que gira habitualmente ensentido contrario a las agujas del reloj, a un sentido horario justo en el centro de la

tormenta. Además, en otras partes de Júpiter, el cambio de temperatura es suficiente

para alterar la velocidad de los vientos y afecta a los patrones nubosos en correas y

zonas. (18)

4.3 La atmósfera de Neptuno: Punto Negro

Neptuno está compuesto

por una mezcla de roca fundida, agua, amoniaco y metano

líquidos en los dos tercios interiores. El tercio exterior es una mezcla de gases

fig. 14 Imagen termal de la GMR.



21

calientes compuestos por hidrógeno, helio, agua y metano. La presencia de metano da

a las nubes de Neptuno su característico color azul debido a que absorbe luz roja del

Sol, al ser reflejada da lugar a ese color característico. (19)

La atmósfera de Neptuno tiene una estructura de bandas similar a la encontrada en los

otros gigantes gaseosos. En este planeta se producen fenómenos como huracanes

gigantes, con un diámetro igual al de la Tierra, y otras formaciones de nubes. Neptuno

tiene un sistema de nubes muy activo, posiblemente más activo que el de Júpiter. La

velocidad del viento en la atmósfera de Neptuno es de hasta 2.000 km/h, siendo la

mayor del sistema solar y se cree que se alimentan del flujo de calor interno. (20)

La gran mancha oscura de Neptuno se descubrió en su hemisferio sur en el año 1989,

por la sonda Voyager 2 de la NASA.(21). Tiene un tamaño similar al de la Tierra y es

parecida a la Gran Mancha Roja de Júpiter. La nave Voyager reveló una pequeña

nube, de forma irregular, moviéndose hacia el este que recorre Neptuno en unas 16

horas.En 1994, cuando se volvió a observar, el Punto ya no estaba, quedando a los

científicos con la duda de si era una tormenta o un agujero en la atmósfera. A pesar de

ello, se encontró otro punto de menor tamaño al sur del planeta. (22)



22

5. Dinámica en el océano

La hidrosfera es el subsistema de la Tierra constituido por el conjunto de agua en

sus tres estados físicos (líquido, sólido y gaseoso). Se originó por la condensación

y solidificación del vapor de agua protoatmosférico. Regula el clima y participa en

el modelado del relive, además de hacer posible la vida en la Tierra. Acupa la

mayor superficie terrestre. (8)

5.1 Concepto de océano y clasificación

Se denomina océano a las grandes masas de agua que separan los continentes.

Posee la mayor parte líquida del planeta y se formaron hace casi 4.000 ma. (23) Los

mares son aquellas zonas cercanas a las costas, situados casi siempre sobre la

plataforma continental, con profundidades pequeñas, que por razones históricas o

culturales tienen nombre propio.

En los océanos hay una capa superficial de agua templada (12º a 30ºC), que llega

hasta una profundidad variable según las zonas, de entre unas decenas y 400 o 500

metros. Por debajo de esta capa se encuentra agua fría a temperaturas de entre 5º y -1ºC. Se llama termoclina al límite entre las dos capas. El agua está más cálida en las

zonas ecuatoriales y tropicales, mientras que cerca de los polos y zonas templadas se

encuentra más fría. También varían las temperaturas dependiendo de las estaciones:

más cálida en verano y más fría en invierno. (23)

El océano se suele dividir en Atlántico, Pacífico e Índico como grandes unidades,

relacionadas entre sí mediante los océanos o mares polares Ártico y Antártico.

Océano Pacífico: es el mayor del planeta y se extiende desde las costas

orientales de Asia hasta las occidentales de América. Su relieve marino se

caracteriza por una gran llanura abisal en su parte central y la dorsal oceánica

que discurre frente a las costas de América.

Océano Atlántico: se extiende desde Europa y África en su límite oriental y por

América por la occidental. La característica más relevante de su relieve

submarino es la enorme dorsal Atlántica, que lo recorre desde Islandia hasta

cerca de la Antártida.



23

Océano Índico: se extiende entre las costas orientales de África, el sur de Asia,

Australia y la Antártida. Es el más cálido y también el que tiene mayor

salinidad. Su fondo se caracteriza por una dorsal central que desciende desde

la Península Arábiga y se bifurca en dos en su punto medio, una rama que se

dirige a Sudáfrica y la otra hacia Australia

Océano Ártico : contacta con la parte norte del Atlántico y está limitado por

el estrecho de Bering, entre Rusia y Alaska, que lo separa del Pacífico; por la

costa norte de Alaska y Canadá. También limita con el litoral septentrional

de Europa y Asia. Grandes masas de hielo protegen durante todo el año a este

océano de las influencias atmosféricas. En su parte central pueden encontrarse

casquetes de hielo de hasta cuatro metros de espesor. Las grandes capas de

hielo suelen formarse por el deslizamiento de grandes paquetes de hielo uno

sobre otro.(24)

Océano Antártico: es una extensión oceánica cuya existencia como océano es

disputada. En general se reconoce su existencia desde las costas de

la Antártida hasta los 60° Sur, límite convencional con el océano Atlántico,

el océano Pacífico y el océano Índico. (25)

5.2 Dinámica

La enorme masa de agua que forma los mares y océanos de la Tierra está sometida amovimientos de diversa naturaleza, de forma parecida a como sucede en la atmósfera.

Se pueden dividir en tres grupos: las olas y las mareas, en la superficie, y las

corrientes marinas, que discurren por el interior.

Olas

Movimientos ondulatorios en la superficie del o de los grandes lagos. Se trata

de desplazamiento en la vertical.(8)

Son producidas por los vientos que barren la superficie de las aguas. Muevenal agua en

cilindro, sin

desplazarla

hacia adelante,

pero cuando

llegan a la

costa y el

cilindro roza fig. 15 Esquema de formación de las olas.



24

con el fondo, inician una rodadura que acaba desequilibrando la masa de agua,

produciéndose la rotura de la ola (fig 15).

Los movimientos sísmicos en el fondo marino producen, en ocasiones

gigantescas olas llamadas tsunamis.(26)

Mareas

Son el cambio periódico del nivel del mar, producido principalmente por

las fuerzas gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol, en menor medida. Otro

factor que puede influir en la variación del nivel del mar es la presión

atmosférica. (27) Se repiten de forma periódica cada 12 horas aproximadamente.

Estos movimientos en la vertical se pueden diferenciar en (8):

Mareas vivas: la Luna y el Sol se alinean con la Tierra y suman sus

fuerzas atractivas. Son mareas de máxima amplitud y tienen lugar en

las fases de Luna nueva y Luna llena.

Mareas muertas: la Luna, el Sol y la Tierra forman un ángulo recto. Son

mareas de mínima amplitud que tienen lugar en las fases de la Luna

creciente y Luna menguante

Como fenómeno físico viene descrito por la Ley de la Gravitación de Newton(form.8 ):

, (form.8 )

donde y son las masas de los dos cuerpos, es la velocidad

angular del astro y su período orbital, es la distancia entre el centro de

masas del astro y el centro de rotación, es la constante de

gravitación universal y es la distancia entre los centros de masas de los dos

astros(27).

Corrientes oceánicas

Las corrientes oceánicas son cursos de agua con distinta temperatura,

salinidad o densidad que, por convección, se desplazan por el interior de los

mares y océanos pudiendo ser superficiales o profundos. (8)

La circulación de las aguas oceánicas se originan por una compleja síntesis de

fuerzas que actúan de forma diversa y variable en el tiempo y en el espacio,

siendo las más importantes de estas fuerzas: el movimiento de rotación



25

terrestre, la configuración del fondo submarino, la forma de las costas y su

influencia en la dirección de las corrientes, la desigual absorción y transporte

de calor por la radiación solar absorbida por las aguas marinas, la influencia

mutua entre las corrientes marinas y los vientos, el cambio de nivel de las

aguas cálidas superficiales debido a las mareas, la desviación de las corrientes

debido al efecto de Coriolis (que, a su vez, también se debe a los efectos de la

rotación terrestre). (28)

Se pueden clasificar en 5 grandes grupos (29):

1) Corrientes oceánicas: son aperiódicas, como en el caso del Gulf

Stream, o con períodos muy largos, como el caso de las monzónicas.

Transportan considerables masas de agua a distancias de millares de

kilómetros afectando a la capa de agua superficial (primeros centenares

de metros).

2) Corrientes de marea: son periódicas, diurnas o semidiurnas, y están

afectadas por la atracción lunar.

3) Corrientes que acompañan al oleaje y la marejada: son las

responsables de las grandes modificaciones del litoral en el curso de las

tempestades, bajo el efecto de corrientes que pueden alcanzar

velocidades de 0,50 m/seg.

4) Corrientes de turbidez: coexisten casi siempre con otras corrientes,

teniendo una gran influencia en su génesis y extensión, como por

ejemplo en las grandes corrientes oceánicas.

5) Corrientes de densidad: se deben a la presencia vertical de dos masas

de agua con densidades diferentes, de modo que la superior tenga

mayor densidad que la inferior y la superficie isobárica sea oblicua,

actuando sobre ambas masas la fuerza de Coriolis que facilita el

desplazamiento de una sobre otra. (fig. 16 )

fig. 16 Cinta transportadora global:

muestra la circulación del agua por

todo el planeta como corriente

continua-profunda y como corriente

superficial. Regula la cantidad de C02

atmosférico, al hundirse arrastra gran

cantidad para liberarlo miles de años

después en las zonas de afloramiento.



26

Además, se puede hacer una segunda clasificación en relación a la temperatura

(fig.17 ):

Cálida: flujo de las aguas superficiales de los océanos que tiene su

origen en la Zona Intertropical y se dirige, a partir de las costasorientales de los continentes (América del Norte y Asia) hacia las

latitudes medias y altas en dirección contraria a la rotación terrestre,

como por ejemplo la Corriente del Golfo o la de la Kuroshio o Corriente

del Japón. En el hemisferio sur, estas corrientes son casi inexistentes,

por la configuración de las costas y por el hecho de que en las latitudes

de clima templado y frío no existen casi tierras.

Fría: flujo de aguas frías que se mueven como consecuencia del

movimiento de rotación terrestre, es decir de este a oeste, a partir de las

costas occidentales de los continentes por el ascenso de aguas frías de

grandes profundidades en la zona intertropical y subtropical. Ejemplos

de corrientes frías: la de Canarias, la de Benguela, la de Humboldt o del

Perú, y la de California, todas ellas en las costas occidentales de los

continentes de la zona intertropical y subtropical. Las corrientes de

Oyashio, en el océano Pacífico, y la de Groenlandia o corriente del

Labrador, también se producen por el ascenso de aguas frías y podrían

definirse como una compensación al efecto de las corrientes cálidas

cuando alcanzan las altas latitudes en las costas occidentales de los

continentes. Estas corrientes frías sólo se presentan en la zona ártica

ya que la zona antártica es mucho más uniforme y solo tiene una

corriente continua circumpolar en la que no existe un ascenso de aguas

frías provocado por el relieve submarino.

Mixta: algunas corrientes que surgen en las costas occidentales de los

continentes en las zonas próximas a los trópicos se desplazan hacia eleste como corrientes frías, pero en la medida en que se desplazan por

los océanos más amplios, se van calentando superficialmente y se

convierten en cálidas. Por ejemplo, las corrientes de Canarias y de

Benguela, que son de aguas frías, se transforman en la corriente

ecuatorial del norte y del sur (respectivamente) que son de aguas

cálidas. Lo mismo sucede con la de California y la del Perú en el

Océano Pacífico. (28)

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Kuroshio

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Benguela

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Benguela

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Kuroshio



27

fig. 17 Corrientes oceánicas. Esquema que compila las principales corrientes que se

pueden encontrar en la Tierra según su temperatura.



28

6. Zona de convección del Sol

La DFG también se da en el Sol, concretamente en una parte del cuerpo celestedenominada Zona de Convección debido a que se

encuentra formado por gases (fluídos geofísicos)(fig. 18 ).

Dicha región se extiende por encima de la zona

radiactiva. En ella los gases solares dejan de estar

ionizados y los fotones son absorbidos con

facilidad convirtiéndose en un material opaco al

transporte de radiación. Por lo tanto, el transporte

de energía se realiza por convección, de modo

que el calor se transporta de manera no

homogénea y turbulenta por el propio fluido. Los fluidos se dilatan al ser calentados y

disminuyen su densidad, dando lugar a corrientes ascendentes de material desde la

zona caliente hasta la zona superior. A la vez se producen movimientos descendentes

de material desde las zonas exteriores frías. Así, a unos 200 000 km bajo la fotosfera

del Sol (dato obtenido por el análisis de las oscilaciones solares), el gas se vuelve

opaco por efecto de la disminución de la temperatura. Como resultado, absorbe los

fotones procedentes de las zonas inferiores y se calienta independientemente de su

energía. Se forman secciones convectivas turbulentas en las que las parcelas de gascaliente y ligero suben hasta la fotosfera, donde nuevamente la atmósfera solar se

vuelve transparente a la radiación y el gas caliente cede su energía en forma de luz

visible. Los materiales se enfrían antes de volver a descender a las profundidades. (30)

fig. 18 Esquema de la zona convectiva.



29

7. Los movimientos convectivos en el interior de la Tierra

7.1 Efecto dinamo del núcleo externo

El efecto dínamo es una teoría geofísica que explica el origen del campo magnético

principal de la Tierra, o de cualquier otro cuerpo celeste, como una dínamo

autoexcitada (o auto-sustentada). (31) Es decir, un fluido conductor puede generar y

mantener un campo magnético como el de la Tierra. Dicha teoría fue propuesta por el

alemán Walter M. Elsasser y el geofísico británico Edward Bullard durante mediados

de 1900. Aunque se propusieron otros mecanismos para la generación del campo

magnético, sólo el concepto dínamo se considera hoy día.

En el caso de la Tierra, se cree que su campo magnético está causado por el

movimiento de convección del hierro y níquel fundidos en el interior del núcleo

terrestre exterior, así como el efecto Coriolis que aparece por la rotación del planeta.

Cuando un fluido conductor se desplaza por un campo magnético ya existente,

aparecen corrientes eléctricas inducidas, creando otro campo magnético. Cuando este

campo inducido se añade al campo preexistente, el efecto es idéntico al que se

presenta en una dinamo: el campo total se sostiene a sí mismo. (32)

Se entiende la inducción electromagnética como un fenómeno que origina una fuerza

electromotriz (f.e.m) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o

bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Cuando dicho cuerpo

es un conductor, como es el caso del núcleo externo, se produce

una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo

expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación

del flujo magnético (Ley de Faraday ) (form. 9 );

, (form. 9)

donde Φ = Flujo magnético en weber, t = Tiempo en segundos y el signo − es debido ala Ley de Lenz(33).

También puede venir definida como (form. 10 ):

, (form.10)



30

donde u es la velocidad, B es el campo magnetico, t es tiempo y η = 1 / σμ es ladifusividad magnética ( σ conductividad eléctrica and μ permeabilidad). (34)

7.2 La convección en el manto

La fuente de calor (desintegración radiactiva) en el núcleo externo se supone que ha

ido disminuyendo a lo largo del tiempo, trasmitiéndose hacia la superficie. Según los

modelos, las células convectivas en el manto podrían establecerse a través de todo,

atravesando las discontinuidades que marcan los cambios de fase, o bien es posible

que la interfase de 670 km suponga un cambio en la geometría de las células

convectivas, de modo que habría una circulación menor por encima de ese límite, yotra mayor por debajo. En este segundo caso la discontinuidad sería un límite a las

propias zonas de subducción, como lo demuestra que gran parte de los slabs

desprendidos de la litosfera se encuentran a esa profundidad. El reciclaje de la

litosfera subducida se produciría a partir de esta zona, donde el material pasaría,

gracias a las corrientes de convección, a zonas profundas del manto. (35)

La convección en estado sólido en el manto de la Tierra es un fenómeno complejo que

causa diversas actividades tectónicas, especialmente magmatismo y tectónica de

placas, y permite al manto evolucionar en el tiempo geológico (billones de millones de

años). Cuando se mira desde el punto de vista de la dinámica de fluidos, sin embargo,

la convección del manto es un fenómeno simple. La velocidad de convección de este

fluido es de apenas unos centímetros al año; además la energía cinética es

insignificantemente pequeña en comparación con la velocidad de liberación total de

energía potencial debido al flujo convectivo. El manto como flujo convectivo se

aproxima a un flujo de Stokes.

Por otra parte, la única fuerza que impulsa el flujo por convección es la fuerza de

flotación. Se conoce que la fuerza de Coriolis y la fuerza de Lorentz, que son

importantes para entender el flujo por convección en la atmósfera, el océano y el

núcleo externo de la Tierra, no juegan ningún papel significativo en el manto.

El comportamiento de la convección del manto, de naturaleza complicada de

comprender, se debe a las propiedades de los materiales que conforman la capa. La

reología de los materiales del manto no es simplemente newtonia, son un sistema

multi-componente.



31

El manto de la Tierra es químicamente heterogéneo, como se ha puesto de manifiesto

a partir de estudios geoquímicos de los materiales de la corteza. Los materiales en las

cortezas oceánicas generadas por magmatismo de bode de placa (MORB) se agotan

en los elementos que producen calor U, Th y otros elementos incompatibles en

comparación con los materiales de la corteza terrestre en las islas oceánicas

generadas por magmatismo en puntos calientes (OIB). Esto implica que las regiones

de origen de los MORB, probablemente el manto superior, son más empobrecido en

elementos incompatibles que las regiones de origen de la OIB, cuyo origen es de

mayor profundidad en manto de profundidad, y por lo tanto que hay al menos dos

tipos depósitos químicos obtenidos. Si el manto calor del manto se hubiese agotado

por completo en la producción de elementos, como es el caso de la capa más

superior, la velocidad de enfriamiento del manto habría sido mucho mayor que la

observada para el manto de la Tierra. En la siguiente figura se observan los modelos

de la heterogeneidad del manto tomada de Kellogg et al . (1999)(b), en la cual existe un

límite químico en manto inferior ya que el manto superior se encuentra a mayor

temperatura ya que se han producido elementos, y de Hofmann and White (1982) and

Davies (1990) (a), donde la corteza oceánica que subduce es dibujada por segmentos

cortos y puntos. (fig. 19)

Otra de las razones para confirmar la heterogeneidad del manto es la existencia de

superplumas. La cuales poseen composición diferente a la de los materiales que seencuentran en el resto de zonas.

fig. 19 Modelos de convección del manto heterogéneo.



32

Los experimentos numéricos

régimen sobre el régimen de

movimiento de las placas

tectónicas también muestran

que la dinámica de las

superplumas depende

significativamente de la

velocidad de calentamiento

interno y por lo tanto en la edad

de la Tierra. (36) (fig. 20 )

Otro aspecto a tener en cuenta es si la convección en el manto se produce a la vez en

todo el conjunto. Para ello, mediante diversos procedimientos geoquímicos, se han

obtenido evidencias en contra de una convección total del manto, llegando a la

conclusión de que la composición del manto varía con la profundidad y que las

plumas, en su ascenso, preservan pequeñas porciones de manto primitivo. En

contraste, el manto superficial recoge los restos de placas litosféricas que son

subducidas El destino de placas subducidas depende de su flotabilidad, que a su vez

depende de su estructura térmica y la composición, así como la presencia de cabezas

de plumas. Ambas se refieren a la configuración de las placas tectónicas y sus

cambios a lo largo del tiempo geológico. (37)

La convección es el principal mecanismo que se considera para explicar la tectónicade placas.

fig. 20 Tomogragía. Se observan diferencias de movimiento en el

manto. Siendo más rápidas las zonas azules.



33

8. Conclusión

Todos los fluidos geofísicos de encuentran relacionados entre sí. Las energías que

desprenden tanto el Sol, en su Zona de Convección, como la Tierra, dinámica internadel manto-núcleo externo y desintegración radiactiva, son las principales fuentes de

calor para que se produzca la dinámica de atmosférica y oceánica. Las aguas del

océano son parcialmente calentadas por el calor desprendido en el proceso de

convección del manto, causante a su vez de la Tectónica de Placas, dando lugar a las

corrientes oceánicas. Por otro lado, la radiación solar permite el calentamiento de la

superficie oceánica, encadenante del comienzo de ciclo hidrogeológico y de las

variaciones de temperatura que fomentan los fenómenos atmosféricos.



34

9. Bibliografía

Según orden de aparición en el texto

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Lond. A (2002) 360, 2569-2592



37

Nota del Autor

- Este documento puede contener errores formales.

- Se recomienda no copiar y pegar ya que es un trabajo bibliográfico y pocos

fragmentos han sido alterados.

- El punto 7 se encuentra muy resumido. Para más información consultar los el

libro (1), los artículos científicos (36) (37) y su respectiva bibliografía.

Lluch Gual

Geofísica y Tectónica de Placas – Unizar

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Dinámica de Fluidos Geofísicos (síntesis de conceptos básicos)