Influencia Lunar en la Generación Sísmica: Revisión de la Hipótesis

Las Deformaciones por Efectos Gravitacionales

Los modelos fundamentales de la gravitación universal, propuestos por Sir Isaac Newton en el siglo XVII lograron abrir una importante puerta hacia el estudio de la interacción de los cuerpos cuya masa no podía ser despreciada. La inclusión del factor «g» implicó el tratamiento de muchos fenómenos cinemáticos como complejos sistemas estáticos y dinámicos, propiciando modelos matemáticos que lograban predecir el comportamiento de un conjunto con importante precisión. Además, el estudio de la mecánica newtoniana también incluía el efecto de la deformación por fuerzas gravitacionales, que fue profundizado dos siglos más tarde por Albert Einstein y su modelo de relatividad especial.

La deformación por efectos gravitacionales. también llamada elongación tidal es proporcional a la masa; mientras más masivo, mayor es la deformación.  Además, de acuerdo a la ley de gravitación, la interacción disminuye al cubo de la distancia. Un escenario ideal para la observación de estos fenómenos podrían se los grandes cúmulos estelares (clusters) o un campo gobernado por la influencia de otros cuerpos masivos, tales como agujeros negros, cuásars, magnetars, etc. En éllos, las influencias tidales son tan extensas que la distancia parece no ser impedimento para tales interacciones.

Efecto tidal por potencial gravitacional en una galaxia tipo

Y qué hay con Respecto a Nuestro Sistema Local?

Debido a que TODOS los sistemas con masa están afectados por las influencias gravitacionales, nuestro sistema local (Sol-Tierra-Luna) no está excento a éllo. En el caso particular del sistema Tierra-Luna, las influencias tidales son las causales del movimiento mareal de los grandes volúmenes de fluído existentes en el planeta (atmósfera, océanos, grandes lagos, e incluso grandes extensiones de arena, nieve, etc).

Efecto gravitacional de la Luna sobre la Tierra

Además, de acuerdo a las observaciones de John P. Bagby (2004) y Juan Zhao (2000), la elongación tidal podría ser la causante de eventos sísmicos, debido al movimiento de grandes extensiones de océano sobre zonas tectónicas sensibles.

Cuantificación de la Elongación Tidal

Pero cómo podríamos cuantificar la elongación tidal de la Tierra por influencia de la Luna y el Sol? Una forma bastante utilizada es la utilización que considera una deformación elipsoidal, e integrando el factor de potencial gravitacional:

Elongación Tidal

Donde a es el radio promedio, R es la distancia entre los cuerpos en estudio m es la masa del objeto desde donde ser realiza la observación y m’ es la masa del objeto que está interactuando.

Esquema de Elongación elipsoidal (Analogía Tidal)

Integrando los datos para el sistema Tierra-Luna obtenemos: 

Constante	Magnitud	Unidad
a	6371000	metros
m	5.9736×10^24	kilógramos
m’	7,349×10^22	kilógramos
R	1377000000	metros

Despejando el valor –ε = 2.1×10^-7. La elongación (delta a) es el producto -εa:

La deformación tidal por influencia de la luna es de 1.34 metros. Este es considerado un valor promedio; Pero podríamos obtener la deformación tidal diaria, conociendo la distancia real Tierra-Luna. También es posible calcular la deformación en base a los datos obtenidos para cada perigeo y apogeo lunar, y sus respectivas distancias, obtenidas aquí http://www.fourmilab.ch/earthview/pacalc.html.

Visualización del Vector de Deformación Tidal

Un importante dato para la verificación de la deformación tidal corresponde a la coordenada cartográfica terrestre en la que es posible visualizar el recorrido del vector lunar. En este sitio: http://aom.giss.nasa.gov/tides.html NASA provee una útil herramienta que refleja el vector lunar sobre la superficie terrestre, para cualquier día del año. Por ejemplo, para el próximo perigeo lunar (20 de Mayo 2010) el vector de deformación incidirá sobre el mar de indo-asia, como muestra la figura a continuación:

Localización del Vector Tidal perigeo 20-05-2010

La integración de este factor al modelo solar-sísmico, indica que el vector lunar podría, eventualmente, elevar una gran cantidad de océano, generando un aumento de la presión por columna de agua en las placas tectónicas, propiciando sismos, generalmente >6 Mw. Sin embargo, es trascendental la revisión de los parámetros normales del modelo (magnetopause pressure, TEC, foF2, Bz, etc), para concluir con eficiencia un posible epicentro.

Reflexiones Finales

Al parecer, la deformación tidal podría ser la causa de varios de los sismos provocados en la Tierra. La elevación de 1.3 metros de una columna de agua pareciese ser despreciable, pero si consideramos un área extensa de fluído, la presión generada, podría ser lo suficientemente grande como para producir desplazamientos de las capas submarinas, propiciando eventos sísmicos. También podría explicar el movimiento magmático, aunque este hecho no podría ser corroborado tan fácilmente. Por otra parte, el modelo de deformación tidal nos permitiría predecir numéricamente, la elevación del mar, la atmósfera, o el terreno, para cualquier distancia Tierra-Luna, e incluso Tierra-Sol (considerando que la influencia solar es un 75% más débil que la lunar) dando una pauta para la cuantificación de una posible magnitud de un sismo. Desafortunadamente, la correlación esta limitada por las características tectónicas de la zona, por lo que una integración matemática sería un error.

Es de suma urgencia entonces, adoptar la variable lunar en el pack de monitoreo en el modelo solar-sísmico, como una importante herramienta de comprobación, que permita, en el corto plazo, generar un complemento de datos, mejorando la precisión del sistema.

Astro – Club de Astronomía 2010

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