Son generadas por fuertes corrientes oceánicas sobre empinadas colinas del fondo marino
La semana pasada podría haber sido la primera vez que escuchaste hablar de "olas internas (internal waves en inglés)", el fenómeno que se sospecha que causó el trágico hundimiento del submarino indonesio KRI Nanggala la semana anterior, lo que resultó en la muerte de 53 miembros de la tripulación.
Por lo tanto, puede que te sorprenda saber que sin duda te has encontrado antes con olas internas. Existen a nuestro alrededor en la atmósfera y el océano, aunque generalmente son invisibles. Si alguna vez ha estado en un avión experimentando turbulencias, ha sentido sus efectos.
Las olas internas se generan cuando un viento fuerte pasa sobre una colina empinada. El aire se eleva hacia arriba y sobre la colina contra la fuerza de la gravedad, y luego acelera hacia abajo por el otro lado cuando la gravedad toma el control. Este movimiento hacia arriba y hacia abajo inicia una oscilación a favor del viento de la colina. El movimiento oscilante es una ola interna.
Imagen: Imagen satelital de olas internas en la atmósfera y el océano frente a la costa noroeste de Australia. En la atmósfera vemos las olas como líneas de nubes. En el océano, las olas aparecen como reflejos de los rayos del sol en la superficie del mar. Crédito: NASA
Puedes visualizar esto más fácilmente imaginando una pelota que rebota rodando por un escalón en un piso que de otro modo estaría nivelado. Si la haces rodar lo suficientemente rápido, la pelota vuela en la cima del escalón y acelera hacia abajo por la gravedad. Cuando la pelota golpea el suelo, comienza a rebotar con una longitud de rebote (o longitud de onda) que depende de qué tan rápido la hayas rodado.
Como era de esperar, las olas internas atmosféricas se encuentran con mayor frecuencia en regiones montañosas. Si alguna vez has mirado hacia el cielo y has visto largas bandas paralelas de nubes, particularmente cerca de las montañas, probablemente hayas visto una ola interna propagándose a través de la atmósfera. Las olas se propagan hacia arriba al mismo tiempo que son llevadas a favor del viento de la montaña por el flujo de aire.
Las olas pueden llegar hasta la estratosfera, que comienza aproximadamente a 10 kilómetros sobre el suelo, antes de que los cambios en la estructura atmosférica obliguen a las olas a romperse. Así como las olas rompen en la playa cuando el agua se vuelve menos profunda, las olas internas rompen en la atmósfera cuando las propiedades del aire (como la velocidad del flujo o la densidad) cambian rápidamente con la altura. Tales cambios son comunes en la estratosfera inferior (10-15 km), que es donde vuelan los aviones a reacción.
Y al igual que las olas en la playa, esta ruptura crea una gran cantidad de movimiento caótico, o turbulencia, ¡creando un desagradable movimiento de sacudida para cualquier avión (y sus pasajeros) que se encuentre en las cercanías!
Sky full of gorgeous gravity wave clouds welcoming me back to Melbourne this morning! (Not to be confused with gravitational waves!) pic.twitter.com/SqTGz3XH3M
— Katie Mack (@AstroKatie) March 28, 2017
Entonces, ¿Qué pasa con las olas internas en el océano? Al igual que en la atmósfera, son generadas por fuertes corrientes (en este caso, corrientes oceánicas) sobre empinadas colinas. Pero en este caso las colinas están en el fondo marino.
Imagen: Las olas internas se generan por un flujo rápido sobre una colina empinada, muy parecido a como una pelota rebota cuando rueda con velocidad por un escalón.
Cuanto más empinadas son las colinas y más fuertes las corrientes, más grandes son las olas resultantes. Los mares alrededor de Indonesia tienen una combinación perfecta de estos ingredientes [PDF]: una red de cuencas profundas conectadas por estrechos y poco profundos canales, a través de los cuales fluyen fuertes corrientes de marea.
Estas corrientes son tan fuertes que generan un tipo de ola interna particularmente extrema conocida como "ola solitaria interna", que concentra toda la energía de la ola en un solo movimiento hacia arriba y hacia abajo, en lugar de muchas oscilaciones individuales. Estas olas pueden tener cientos de metros de altura, varios kilómetros de largo y viajar a velocidades de 10 km por hora.
Las olas solitarias son más grandes a profundidades de alrededor de 50 a 200 metros, donde hay un fuerte gradiente de temperatura entre la capa de la superficie cálida y el frío interior del océano, las mismas profundidades a las que normalmente operan los submarinos. Si un submarino situado a este tipo de profundidad fuera golpeado repentinamente por una de estas olas, sería llevado hacia abajo (o hacia arriba, dependiendo de su posición relativa a la ola) a una velocidad de quizás 10 metros por minuto durante 10 minutos.
Sin una acción rápida para contrarrestar el movimiento de las olas, un submarino podría ser llevado rápidamente por debajo de su profundidad operativa máxima, lo que provocaría la falla del casco y el hundimiento. Un informe de archivo de la Marina de los EE. UU. [PDF] revela que los comandantes de submarinos estaban al tanto de los riesgos de las olas internas ya en 1966.
Además del peligro que representan para los submarinos, las olas internas también juegan un importante papel en la circulación oceánica. Transportan grandes cantidades de energía, lo que ayuda a mantener las corrientes oceánicas, mezclando calor y dióxido de carbono a través de los océanos e influyendo así en nuestro clima global.
Así que la próxima vez que te sorprendan las turbulencias en un avión, o al mirar algunas extrañas franjas de nubes en el cielo, piensa un poco en las olas internas que se propagan a tu alrededor.
Este artículo se ha vuelto a publicar desde The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lee el artículo original en inglés: What are ‘internal waves’ that possibly sank the Indonesian sub? If you’ve ever suffered plane turbulence, you’ve been inside one
