Ciencia del agua de mar: modele las corrientes oceánicas en su cocina

Un estudio de ciencias oceánicas de Science Buddies

Conceptos claveCorrientes oceánicasFluidosDensidadSalinidadMovimientoCalorIntroducción Bajo las olas, los océanos del mundo tienen corrientes que pueden mover cantidades masivas de agua más cálida o más fría desde la costa de un continente a la de otro. Estas corrientes tienen profundos efectos en los climas continentales, especialmente en aquellas regiones que bordean el océano. Por ejemplo, la Corriente del Golfo (una corriente cálida que fluye desde el Golfo de México hacia el Océano Atlántico Norte) probablemente hace que el noroeste de Europa sea mucho más cálido de lo que probablemente sería de otra manera. ¿Alguna vez te has preguntado qué causa estas importantes corrientes? En esta actividad científica modelarás el comportamiento de estos “ríos” de agua fría y cálida dentro del océano para descubrir cómo la temperatura afecta la dirección y velocidad de las corrientes.Fondo Las corrientes oceánicas afectan profundamente el tiempo y el clima, el transporte marítimo y el ciclo de los nutrientes. Las corrientes de los océanos profundos son impulsadas por diferencias en la densidad del agua, que está controlada por la temperatura (el agua fría es más densa que el agua cálida) y la salinidad (el agua salada es más densa que el agua dulce). ¿Cómo crea la densidad variable de las aguas del océano las corrientes globales? Para comprender las corrientes de las profundidades oceánicas, es más fácil observar primero las regiones polares de la Tierra. El agua que fluye hacia estas regiones se enfría, lo que aumenta su densidad. A medida que se forma hielo cuando el agua se congela, el agua dulce se elimina del océano (se ha convertido en hielo), lo que hace que el agua del océano sea más salada. El agua fría ahora es más densa debido a su temperatura más baja y a la sal adicional, por lo que se hunde hacia el fondo del océano. Luego, el agua de la superficie ingresa para reemplazar el agua que se hunde, creando una corriente. Una “cinta transportadora” global se pone en marcha cuando se forma agua densa en el Atlántico Norte, se hunde, se mueve hacia el sur, circula alrededor de la Antártida y luego se mueve hacia el norte hasta las cuencas del Índico, el Pacífico y el Atlántico. Esta cinta transportadora mueve mucha agua; es un patrón de circulación enorme que transporta aproximadamente 100 veces más agua que el río Amazonas. Aunque las corrientes oceánicas dependen de la temperatura y la salinidad para moverse, en esta actividad verás cómo la temperatura por sí sola puede crear corrientes en un líquido.Materiales

Observaciones y resultados ¿Viste las hojas secas de tomillo moverse rápidamente hacia arriba cuando estaban sobre la llama, luego viajar horizontalmente hacia un lado y caer lentamente hacia abajo? Debido a que el fluido más caliente es menos denso que el más frío, en esta actividad el fluido calentado justo encima de la llama debe ser menos denso que el que está más lejos de la llama. En consecuencia, el fluido menos denso justo encima de la llama debería moverse hacia arriba. Cuando llegue a la superficie, deberá moverse horizontalmente hacia afuera (en todas las direcciones, simétricamente). A medida que se aleja de la llama y se enfría, el fluido ahora más denso se ralentiza y vuelve a hundirse. Al mismo tiempo, mientras el fluido justo encima de la llama se mueve hacia arriba, el fluido cercano en el fondo del plato se mueve hacia adentro, hacia la llama para reemplazar el fluido ascendente, y así se crea una corriente. Este es el patrón que deberías haber observado en esta actividad al observar el movimiento de las hojas secas de tomillo. Este movimiento dentro de un fluido creado por el ascenso de materia menos densa y el descenso de materia más densa se llama convección y es la base de la "cinta transportadora" global de las corrientes oceánicas. Aunque mucha agua en todo el mundo se mueve de esta manera, la cinta transportadora global mueve el agua lentamente, a diez centímetros por segundo como máximo, por lo que el agua del Atlántico Norte puede tardar unos 1.000 años en llegar al Pacífico Norte. Pero los efectos de los cambios en la circulación de la cinta transportadora se pueden sentir mucho más rápidamente.Limpiar Si ensuciaste la piel con grasa, intenta limpiarla con agua tibia y jabón. La mezcla de aceite vegetal y hojas secas de tomillo preparada en esta actividad se puede convertir en abono o desecharse en la basura (pero no se debe tirar por el desagüe).Más para explorarConvección térmica y viscosidad de un fluido, de LW Braile en la Universidad Purdue Corrientes oceánicas: modelando la “cinta transportadora global” en su cocina, de Science BuddiesCurrents: The Global Conveyor Belt, de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica ¡Actividades científicas para todas las edades!, de Amigos de la ciencia

Esta actividad fue presentada en colaboración con Science Buddies.

Benjamin Storrow y E&E News

Monisha Ravisetti y SPACE.com

Katie Hafner y la iniciativa Las Mujeres Científicas Perdidas

Steven Dashiell | Opinión

Shi-En-Kim

Chelsea Harvey y E&E News