El movimiento del océano: El gradiente de concentración - Sasha Wright

El movimiento constante de los océanos implica un sistema enorme y complejo en el que actúan muchos elementos. Sasha Wright nos explica la física de uno de ellos --el gradiente de concentración-- e ilustra cómo nuestros océanos están trabados en una constante lucha por el espacio.

Si alguna vez flotaron
en el oleaje del mar,

sabrán que el mar
se mueve constantemente.

Si se alejan, verán
el panorama completo:

el 71 % de la Tierra
está cubierta por agua,

que se mueve en una sola corriente
alrededor del planeta.

Esta intimidante cinta transportadora

está formada por elementos complejos,

pero en definitiva no es más
que una simple bomba

que mueve el agua
por toda la Tierra.

El proceso se denomina
circulación termohalina

y se rige por un
concepto fundamental:

el gradiente de concentración.

Dejemos el mar por un momento.

Imaginemos que estamos
en un cuarto vacío

con un montón de Roombas,
aspiradoras robot,

todas juntas en un rincón.

Si las encendemos todas al mismo tiempo

se deslizarán hacia afuera

chocando unas con otras y alejándose

hasta que se distribuyan
de forma pareja en el cuarto.

Las máquinas se movieron aleatoriamente

hacia un equilibrio,

un lugar donde la concentración
de una sustancia

está distribuida de forma uniforme.

Eso es lo que pasa en un
gradiente de concentración,

donde las sustancias pasan pasivamente

de una concentración alta y apretada,

a una más baja y cómoda.

¿Cómo se relaciona esto con
las corrientes marinas

y la circulación termohalina?

Termo significa temperatura

y halina significa sal

porque en las condiciones reales del mar

la temperatura y la salinidad
controlan el paso

de altas a bajas concentraciones.

Volvamos al océano

a ver cómo funciona.

¡Chas!

Te transformaste en una molécula
de agua de la superficie,

lejos de las costas templadas
de Nueva York

rodeada por otras muchísimas
moléculas alborotadas.

Aquí, los rayos del sol
son como un energizante

que hace que tú y las
demás moléculas de agua

se empujen, rebotando
unas contra otras

como pasaba con las Roombas.

Cuanto más se desparraman,

más baja se vuelve la concentración
de moléculas de agua

en la superficie.

Gracias a este movimiento pasivo,

pasas de una concentración alta
a una más baja.

Suspendamos las leyes de
la física por un momento

y hagamos que este ser molecular

se zambulla en las profundidades
de la columna de agua.

Como aquí hace más frío,

la ausencia relativa de calor solar

hace que las moléculas
de agua se aletarguen,

y se queden sentadas, quietas,
en altas concentraciones.

Aquí no hay empujones.

Pero en búsqueda de alivio

de esa falta de lugar,

pronto empiezan a subir
hacia la superficie,

donde hay más lugar.

Así es cómo la temperatura

hace que las moléculas de agua

pasen de concentraciones altas a bajas,

hacia el equilibrio.

Pero el agua de mar no está hecha
solo de H2O.

Contiene una gran cantidad
de iones de sal, también.

Y como tú, estos tipos
tienen el mismo deseo

de estar en un lugar con espacio.

Cuando el sol calienta el mar,

algunas de tus compañeras moléculas

se evaporan de la superficie,

aumentando la sal en relación al H2O.

Los iones de sal
que quedan, amontonados,

se dan cuenta de que más abajo

las moléculas de sal
disponen de más espacio.

Y entonces empieza la invasión,

cuando también descienden
por la columna de agua.

Cerca de los polos,

vemos como este
pequeño proceso local

genera movimiento en todo el mundo.

En los polos norte y sur,

donde el agua está cubierta
de bloques de hielo,

hay poca diferencia de temperatura

entre las aguas superficiales
y las profundas.

Está todo muy frío.

Pero la salinidad varía

y en este contexto,

eso es lo que desencadena la acción.

Acá, el sol derrite
la superficie del hielo,

echando una nueva carga
de moléculas de agua

en el mar.

Esto no solo aumenta la proximidad

entre tú y las otras moléculas de agua,

haciendo que pelees
por el espacio otra vez;

también, a la inversa,

diluye la concentración de iones de sal.

Así, vas hacia abajo,

aprovechando el gradiente de concentración

en busca de condiciones más confortables.

Pero para los iones de sal,

el que estén menos concentrados
en la superficie

es como un anuncio

para las agitadas masas
de moléculas de sal que están abajo,

que empiezan a ascender.

Tanto en regiones templadas como polares,

el movimiento pasivo por el
gradiente de concentración

puede producir una corriente.

Y ese es el punto de partida

de las cinta transportadora mundial

denominada circulación termohalina.

Así es cómo un concepto simple

se vuelve el mecanismo que subyace

a uno de los sistemas
más grandes e importantes

de nuestro planeta.

Y si miran alrededor,
lo verán actuar en todos lados.

Enciendes una luz y allí está.

Los gradientes de concentración
controlan la generación eléctrica,

haciendo que los electrones
apretados en un lugar

viajen a zonas de menor concentración
si el canal está abierto,

lo que hacemos
al accionar un interruptor.

Ahora mismo, se está
produciendo un gradiente

adentro nuestro al llenar
los pulmones de aire

y permitir que el oxígeno
concentrado en el aire

salga pasivamente de nuestros pulmones

hacia el torrente sanguíneo.

Sabemos que el mundo está lleno

de problemas físicos complejos,

pero a veces el primer paso

para comprenderlos es sencillo.

Así que cuando te enfrentes al tamaño

de las corrientes marinas

o tengas que comprender
cómo funciona la electricidad,

recuerda no entrar en pánico.

La comprensión puede ser algo tan sencillo
como accionar un interruptor.