12.1: Ondas y Procesos Ondulados

Figura\(\PageIndex{1}\): Movimiento de partículas dentro de una onda soplada por el viento.

Las olas se crean cuando el viento sopla sobre la superficie del agua. La energía es transferida del viento al agua por fricción y transportada en la parte superior del agua por las olas. Las olas se mueven a través de la superficie del agua con partículas individuales de agua moviéndose en círculos, el agua avanzando con la cresta y moviéndose hacia atrás en el canal. Esto se puede demostrar observando el movimiento de un corcho o algún objeto flotante a medida que pasa una ola.

Figura\(\PageIndex{1}\): Aspectos de las olas de agua, etiquetados.

Los términos importantes a entender en el funcionamiento de las olas incluyen: La cresta de ola es el punto más alto de la ola; el canal es el punto más bajo de la ola. La altura de ola (igual a dos veces la amplitud de onda) es la distancia vertical desde el canal hasta la cresta y depende de la cantidad de energía transportada en la ola. Incluso antes de llegar a la costa, la altura de ola aumenta con el aumento de la energía La longitud de onda es la distancia horizontal entre crestas de onda adyacentes o características correspondientes de la onda. La velocidad de ola es la velocidad a la que avanza una cresta de ola, que también está relacionada con la energía transportada por la ola. El período de onda es el intervalo de tiempo que toma para que las crestas de onda adyacentes pasen un punto dado.

Figura\(\PageIndex{1}\): Diagrama que describe la base de olas.

El movimiento circular de las partículas de agua disminuye con la profundidad y es insignificante a aproximadamente la mitad de la longitud de onda, una dimensión importante para recordar en relación con las olas. El alcance vertical de las olas en el agua se llama base de olas. Al observar las olas entrantes en una playa, uno apreciará que la mayoría de las olas del océano tienen una longitud de onda del orden de unas pocas decenas de pies. Por lo tanto, el agua de mar se ve perturbada típicamente por un movimiento de las olas a una profundidad de unas pocas decenas de pies. Esto se conoce como una base de olas de clima justo. En tormentas fuertes como huracanes, tanto la longitud de ola como la profundidad máxima de perturbación del agua aumentan drásticamente. La profundidad efectiva a la que las olas pueden erosionar los sedimentos se denomina así una base de olas de tormenta, que es aproximadamente 300 pies [1].

Las olas son generadas por el viento que sopla a través de la superficie del océano. La cantidad de energía impartida al agua depende de la velocidad del viento y de la distancia a través de la cual sopla el viento. Esta distancia se llama fetch. Las olas que golpeaban una costa generalmente se generaban a cientos de millas de la costa por tormentas y pueden haber estado viajando a través del océano durante días.

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Figura\(\PageIndex{1}\): Modelo de un tren de olas que se mueve con dispersión.

Los vientos que soplan en una dirección relativamente constante generan olas que se mueven en esa dirección. Tal grupo de olas aproximadamente paralelas que viajan juntas se llama tren de olas. A medida que los trenes de olas se extienden desde diferentes áreas de generación, pueden moverse en diferentes direcciones y transportar diferentes cantidades de energía. La interacción de estos diferentes trenes de olas produce la superficie entrecortada del mar vista en el océano abierto. También es de interés que se producen muchas longitudes de onda en un tren de olas dado de una región de búsqueda. Las olas más largas viajan a una velocidad más rápida que las longitudes de onda más cortas, por lo tanto, hay una clasificación de longitudes de onda que tiene lugar durante el viaje del tren de olas con las olas más largas llegando primero a una costa distante. Este es un proceso llamado dispersión de onda.

Comportamiento de las olas que se acercan

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Figura\(\PageIndex{1}\): Tipos de rompedores

En mar abierto, las olas generalmente parecen entrecortadas porque los trenes de olas de muchas direcciones están interactuando entre sí. Donde las crestas convergen con otras crestas (llamadas interferencia constructiva) se suman produciendo picos, un proceso denominado amplificación de ondas. La interferencia constructiva de los canales produce huecos. Donde las crestas convergen con canales, se cancelan entre sí (llamada interferencia destructiva). A medida que las olas se acercan a la orilla y comienzan a hacer contacto friccional con el fondo marino (es decir, la profundidad del agua es de media longitud de onda o menos) comienzan a disminuir la velocidad, pero la energía transportada por la ola sigue siendo la misma por lo que se acumule más alto. Recuerde que el agua se mueve en un movimiento circular a medida que pasa la ola, con el agua que alimenta cada círculo siendo dibujada desde el abrevadero frente a la ola que avanza. A medida que la ola se encuentra con agua menos profunda en la orilla, finalmente no hay suficiente agua frente a la ola para abastecer un círculo completo, y la cresta se derrama creando un rompedor.

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Figura\(\PageIndex{1}\): Todas las olas, como los tsunamis, se ralentizan a medida que llegan a aguas poco profundas. Esto hace que la ola aumente de altura.

Un tipo especial de ola es generado por cualquier evento energético que afecte al fondo marino, como terremotos, deslizamientos de tierra submarinos y erupciones volcánicas. Tales olas se llaman tsunamis y, en el caso de los sismos, se crean cuando una porción del fondo marino se eleva repentinamente por el movimiento en las rocas corticales por debajo que están involucradas en el sismo. El agua se levanta repentinamente y un tren de olas se extiende en todas direcciones desde el montículo llevando una enorme energía y viajando muy rápido (cientos de millas por hora). Los tsunamis pueden pasar desapercibidos en mar abierto porque la longitud de onda es muy larga y la altura de ola es muy baja. Pero a medida que el tren de olas se acerca a la orilla, cada ola hace contacto con el fondo marino poco profundo, la fricción aumenta y la ola se ralentiza. La altura de la ola se acumula y la ola golpea la orilla como una pared de agua de cien o más pies de altura. La ola masiva puede barrer tierra adentro mucho más allá de la playa. A esto se le llama el runup de tsunamis, que destruye estructuras muy tierra adentro. Los tsunamis dan un golpe catastrófico a los observadores en la playa ya que el agua en el abrevadero frente a ella es atraída hacia la ola del tsunami, exponiendo el fondo marino. Personas curiosas y desprevenidas en la playa pueden salir corriendo para ver la vida marina expuesta en alta mar solo para sentirse abrumados cuando la cresta que se rompe golpea.

Referencia

1. Rich, J. L. TRES ENTORNOS CRÍTICOS DE DEPOSICION, Y CRITERIOS PARA EL RECONOCIMIENTO Geol. Soc. Am. Toro. 62, 1—20 (1951).