Introducción a la oceanografía

La mayoría de las olas analizadas en la sección anterior se referían a las olas de aguas profundas en el océano abierto. Pero, ¿qué ocurre cuando estas olas se mueven hacia la costa y se encuentran con aguas poco profundas? Recuerda que en aguas profundas, la velocidad de una ola depende de su longitud de onda, pero en aguas poco profundas la velocidad de las olas depende de la profundidad (apartado 10.1). Cuando las olas se acercan a la costa «tocan fondo» a una profundidad igual a la mitad de su longitud de onda; es decir, cuando la profundidad del agua es igual a la profundidad de la base de la ola (figura 10.3.1). En este punto su comportamiento empezará a estar influenciado por el fondo.

Cuando la ola toca el fondo, la fricción hace que la ola disminuya su velocidad. A medida que una onda se ralentiza, la que viene detrás la alcanza, disminuyendo así la longitud de onda. Sin embargo, la ola sigue conteniendo la misma cantidad de energía, por lo que mientras la longitud de onda disminuye, la altura de la ola aumenta. Finalmente, la altura de la ola supera 1/7 de la longitud de onda, y la ola se vuelve inestable y forma una rompiente. A menudo, las rompientes empiezan a curvarse hacia delante cuando rompen. Esto se debe a que la parte inferior de la ola empieza a frenar antes que la parte superior, ya que es la primera que se encuentra con el fondo marino. Por lo tanto, la cresta de la ola se «adelanta» al resto de la ola, pero no tiene agua debajo para sostenerla (Figura 10.3.1).

Figura 10.3.1 A medida que las olas se acercan a la costa, «tocan fondo» cuando la profundidad es igual a la mitad de la longitud de onda, y la ola comienza a desacelerarse. A medida que se ralentiza, la longitud de onda disminuye y la altura de la ola aumenta, hasta que la ola rompe (Steven Earle «Physical Geology»).

Hay tres tipos principales de rompientes: derrame, hundimiento y oleaje. Estos tipos están relacionados con la inclinación del fondo y con la rapidez con la que la ola se ralentiza y su energía se disipa.

  • Las rompientes de derrame se forman en playas de pendiente suave o más planas, donde la energía de la ola se disipa gradualmente. La ola aumenta lentamente su altura y luego se derrumba lentamente sobre sí misma (Figura 10.3.2). Para los surfistas, estas olas proporcionan un paseo más largo, pero son menos emocionantes.
Figura 10.3.2 Una rompiente que se derrama. La suave pendiente del fondo hace que la altura de la ola aumente lentamente hasta que la ola se derrumba sobre sí misma (izquierda: JR, derecha: James St. John, , https://www.flickr.com/photos/jsjgeology/23769708334).

  • Las rompientes en picado se forman en costas de pendiente más pronunciada, donde se produce una repentina desaceleración de la ola y ésta se eleva muy rápidamente. La cresta supera al resto de la ola, se enrosca hacia delante y rompe con una pérdida repentina de energía (Figura 10.3.3). Éstas son las olas «pipeline» que buscan los surfistas.
Figura 10.3.3 Una rompiente en picado. La mayor pendiente hace que la altura de la ola aumente más rápidamente, con la cresta de la ola superando a la base de la misma, haciendo que se enrosque al romper (izquierda: JR, derecha: Andrew Schmidt, Public Domain , publicdomainpictures.net).
  • Las rompientes en picado se forman en las costas más empinadas. La energía de las olas se comprime muy repentinamente justo en la línea de costa, y la ola rompe justo en la playa (Figura 10.3.4). Estas olas dan un paseo demasiado corto (y potencialmente doloroso) para que los surfistas puedan disfrutar de ellas.
Figura 10.3.4 Una ola rompedora. La pendiente muy pronunciada hace que la altura de la ola aumente repentinamente y rompa justo en la playa (izquierda: JR, derecha: Tewy, , vía Wikimedia Commons).

Refracción de las olas

Las olas pueden generarse en cualquier parte del océano y, por tanto, pueden llegar a una playa desde casi cualquier dirección. Pero si alguna vez has estado en la orilla, probablemente habrás notado que las olas suelen acercarse a la orilla de forma algo paralela a la costa. Esto se debe a la refracción de las olas. Si un frente de ola se acerca a la costa en ángulo, el extremo del frente de ola más cercano a la costa tocará el fondo antes que el resto de la ola. Esto hará que esa parte menos profunda de la ola disminuya su velocidad primero, mientras que el resto de la ola que aún está en aguas más profundas continuará con su velocidad habitual. A medida que más y más del frente de la ola encuentra aguas menos profundas y disminuye su velocidad, la fuente de la ola se refracta y las olas tienden a alinearse casi paralelas a la costa (se refractan hacia la región de menor velocidad). Como veremos en la sección 13.2, el hecho de que las olas no lleguen perfectamente paralelas a la playa provoca corrientes y transportes litorales que corren paralelos a la costa.

La refracción también puede explicar por qué las olas tienden a ser más grandes en las puntas y cabos, y más pequeñas en las bahías. Un frente de ola que se acerca a la costa tocará el fondo de la punta antes de tocar el fondo en una bahía. Una vez más, la parte menos profunda del frente de onda se ralentizará y hará que el resto del frente de onda se refracte hacia la región más lenta (la punta). Ahora toda la energía inicial de las olas se concentra en una zona relativamente pequeña de la punta, creando olas grandes y de gran energía (Figura 10.3.6). En la bahía, la refracción ha hecho que los frentes de las olas se refracten entre sí, dispersando la energía de las olas y dando lugar a aguas más tranquilas y olas más pequeñas. Esto hace que las grandes olas de un «point break» sean ideales para el surf, mientras que el agua es más tranquila en una bahía, que es donde la gente botaría un barco. Esta diferencia en la energía de las olas también explica por qué hay una erosión neta en las puntas, mientras que la arena y los sedimentos se depositan en las bahías (véase la sección 13.3).

Figura 10.3.6 Las olas que se acercan a la costa (líneas azules) tocan el fondo antes de las puntas y se refractan hacia ellas, concentrando su energía de las olas. La energía de las olas se reparte en las bahías, provocando olas más pequeñas. Las líneas punteadas representan los contornos del fondo (PW).

una ola por encima de una profundidad de agua superior a la mitad de su longitud de onda (10.1)

la distancia entre las crestas de dos olas (10.1)

la profundidad del agua que se ve afectada por el movimiento orbital subsuperficial de la acción de las olas (aproximadamente la mitad de la longitud de onda) (10.1)

la distancia entre la cresta y la depresión de una ola (10.1)

Una ola inestable que ha colapsado (10.3)

El punto más alto de una ola (10.1)

Olas regulares de largo período que se han ordenado en función de la velocidad (10.2)

Movimiento de sedimentos a lo largo de la costa resultante de una corriente litoral y también del oleaje y el oleaje de retorno en la cara de la playa. También se conoce como deriva litoral (13.2)

una punta de tierra que se extiende hacia el mar (13.3)

partículas no consolidadas de mineral o roca que se depositan en el fondo marino (12.1)

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