Las olas del océano son una de las fuerzas naturales más poderosas de la Tierra
Un artículo de Alessandro Toffoli
Utilizamos imágenes tridimensionales de las olas del océano para registrar mares monstruosos que producen un notorio fenómeno conocido como olas gigantes (rogue waves en inglés, también conocidas como olas rebeldes, vagabundas, inesperadas u olas monstruo).
Las olas rebeldes son colosos gigantes del mar (dos veces más altos que las olas vecinas) que parecen surgir de la nada. Historias de inimaginables montañas de agua tan altas como edificios de diez pisos han poblado el folclore y la literatura marítimos durante siglos.
La tecnología reciente ha permitido a los científicos detectar olas vagabundas en el mar, haciendo realidad la leyenda. La primera y más famosa medición fue la de la ola Draupner, un monstruo de 25,6 metros registrado en el Mar del Norte el 1 de enero de 1995.
A pesar de las observaciones, todavía no sabemos con qué frecuencia ocurren las olas rebeldes ni si podemos predecirlas. El registro de una ola gigante no incluye características específicas que distingan el mar que la rodea, por lo que no podemos hacer comparaciones ni predecir las condiciones necesarias.
Nuestro equipo zarpó en el rompehielos sudafricano S.A. Agulhas-II para perseguir olas gigantes a través del Océano Austral, donde fuertes vientos dan forma a las olas más feroces de la Tierra.
Imagen: Superficie del océano durante una tormenta en algún lugar del Océano Austral. Alessandro Toffoli
¿Qué crea olas gigantes?
En el entorno aleatorio de las olas del océano, varios mecanismos dan lugar a olas inesperadas. Una fuente principal implica la superposición de múltiples olas en el mismo lugar y momento. Esto da como resultado una energía concentrada que genera olas altas.
En condiciones oceánicas constantes, las olas gigantes generadas de esta manera pueden ocurrir una vez cada dos días en un lugar determinado. Pero el océano es dinámico, por lo que las condiciones rara vez son constantes por mucho tiempo, lo que hace menos probable que se produzcan olas inesperadas. La superposición de olas puede ser mínima o inexistente incluso durante intensas y prolongadas tormentas.
Estudios numéricos y de laboratorio sugieren que los fuertes vientos también contribuyen al desarrollo de olas gigantes, porque empujan con más fuerza algunas formas de olas que ya son altas. Pero rara vez se ha tenido en cuenta el viento en el análisis de las olas gigantes.
Imagen: Una anatomía simplificada de las olas del océano. NOAA
El viento hace que las olas del océano crezcan progresivamente más altas, más largas y más rápidas. Durante esta etapa, las olas son "jóvenes" y están hambrientas de entrada de viento. Cuando las olas van más rápido que el viento, dejan de ser aceleradas por éste y alcanzan una etapa "madura" de pleno desarrollo.
A través de este proceso, el viento crea una situación caótica donde conviven olas de diferentes dimensiones y direcciones.
Nuestras recientes observaciones muestran que pueden surgir condiciones marinas únicas con olas rebeldes durante la etapa "joven", cuando las olas son particularmente sensibles al viento. Esto sugiere que los parámetros del viento podrían ser el eslabón perdido. Sin embargo, hay aún más que considerar.
Las olas poderosas se amplifican entre sí
Las olas del océano son una de las fuerzas naturales más poderosas de la Tierra y podrían volverse aún más poderosas en el futuro debido al cambio climático. Si el campo de olas posee una cantidad extrema de energía (cuando las olas son pronunciadas y la mayoría de ellas tienen una amplitud, longitud y dirección similares), otro mecanismo puede desencadenar la formación de olas rebeldes.
Este mecanismo implica un intercambio de energía entre olas que produce una "autoamplificación", donde una ola crece desproporcionadamente a expensas de sus vecinas. En teoría, los estudios muestran que esto podría aumentar diez veces la probabilidad de que se produzcan olas gigantes.
Si bien la autoamplificación se manifiesta como crestas espumosas y aireadas de olas agitadas, hasta ahora no ha habido evidencia de que pueda hacer que sea más probable que haya olas gigantes en el océano.
Experimentos recientes sugieren que el viento puede hacer que eventos extremos como olas gigantes sean más comunes. Pero este aspecto no ha sido explorado a fondo.
¿Qué encontramos en el Océano Austral?
"Utilizamos un nuevo método de imágenes tridimensionales para escanear la superficie del océano durante toda la expedición. Imita la visión humana: sensores ubicados muy cerca registran secuencias de imágenes simultáneas. Luego, los algoritmos informáticos unen pares de ellos para reconstruir las profundidades tridimensionales: la superficie ondulada", dice Alessandro Toffoli, Profesor de Ingeniería Oceánica de la Universidad de Melbourne.
Imagen: Ejemplo de la superficie tridimensional del océano reconstruida a partir de imágenes sincronizadas. Hans Clarke
A medida que nuestro barco atravesaba varias tormentas, los sensores registraron datos durante varias fases del crecimiento de las olas, desde las primeras etapas de las olas jóvenes impulsadas por el viento hasta las olas maduras que no están influenciadas por él.
Nuestros resultados muestran que las olas jóvenes muestran signos de autoamplificación y una mayor probabilidad de ondas gigantes. Registramos olas dos veces más altas que sus vecinas una vez cada seis horas.
Esto refleja lo que los modelos de laboratorio han informado: las condiciones del mar teóricamente más propensas a la autoamplificación producirían más olas gigantes.
Por el contrario, los mares maduros no muestran una mayor probabilidad de olas gigantes. No detectamos ninguna en esas condiciones.
Nuestros hallazgos desafían el pensamiento anterior: que la autoamplificación no cambia la probabilidad de que haya olas gigantes en el océano. También hemos demostrado que al desarrollar herramientas para predecir olas gigantes, debemos tener muy en cuenta el viento. Después de todo, es una característica natural del mar abierto.
Los resultados de la investigación se publican en Physical Review Letters: Observations of Rogue Seas in the Southern Ocean
Este artículo de Alessandro Toffoli, Profesor de Ingeniería Oceánica, Universidad de Melbourne, se republica desde The Conversation bajo licencia Creative Commons. Lee el artículo original en inglés: Rogue waves in the ocean are much more common than anyone suspected, says new study
