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1 de Octubre de 2013
Geofísica

La Tierra, un sistema de fluidos

La dinámica global de nuestro planeta es caótica y turbulenta. ¿Cómo elaborar modelos fiables?

Cortesía de Álvaro de la Cámara

En síntesis

Los procesos geofísicos globales quedan descritos por las ecuaciones de la dinámica de fluidos. Aunque estas se formularon hace tiempo, la estructura general de sus soluciones aún se desconoce.

Dichas ecuaciones entrañan fenómenos turbulentos y caóticos: su evolución resulta extremadamente sensible a pequeñas variaciones en las condiciones iniciales.

Para paliar el problema, los modelos atmosféricos agregan grandes cantidades de datos en intervalos de horas. Los modelos oceánicos o sísmicos revisten mayor dificultad.

Los fluidos se hallan presen­tes en toda la dinámica terrestre. No solo son fluidos el océano o la atmósfera, sino también el interior del planeta. El fluir del manto procede con gran lentitud, por lo que su evolución resulta casi imperceptible para el ser humano. El núcleo externo de la Tierra también es líquido, principalmente hierro fundido, y su rotación generaría el campo magnético terrestre.

Así pues, desde un punto de vista geofísico, todos los procesos globales de nuestro planeta quedan descritos por las ecuaciones de la dinámica de fluidos. Sin embargo, a pesar de que estas fueron formuladas hace más de dos siglos, la estructura de sus soluciones continúa siendo uno de los problemas más investigados en matemáticas. Ello se debe a sus propiedades no lineales, las cuales entrañan fenómenos caóticos y turbulentos que impiden realizar predicciones detalladas.

En el desarrollo de la dinámica de fluidos destacan los trabajos pioneros de Leonhard Euler, quien en 1755 escribió las ecuaciones diferenciales que rigen el movimiento de un fluido no viscoso. Años después, en 1825, Claude-Louis Navier y George G. Stokes introdujeron en ellas un término de viscosidad. Las ecuaciones de Naviertokes predicen la evolución del campo de velocidades de un fluido; es decir, el vector de velocidades en cada punto. En el caso que nos ocupa, tales variables describirían los vientos atmosféricos, las corrientes oceánicas o el flujo del manto y el núcleo.

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