La atmósfera de la Tierra puede resonar como una campana

La ley de Laplace relaciona el cambio de presiones en la superficie que separa dos fluidos de distinta naturaleza con las fuerzas de línea debidas a efectos moleculares. Para tratar de entenderlo un poco mejor: Pierre Simon Laplace fue un eminente físico y matemático de origen galo que nació en el siglo XVIII y es considerado el continuador de la mecánica de Newton. A nivel estadístico, sentó las bases de la teoría de la probabilidad y como astrónomo planteó la teoría nebular sobre la formación del sistema solar.

Algunas de sus teorías, sin embargo, no se han podido comprobar hasta hoy. Al menos, eso dicen Kevin Hamilton, de la Universidad de Hawái en Manoa (EE.UU.), y Takatoshi Sakazaki, de la Unidersidad de Kyoto (Japón). Ambos científicos han presentado un análisis detallado de la presión atmosférica observada sobre el globo -cada hora- durante los últimos 38 años. Los resultados revelaron claramente la presencia de docenas de los modos de onda pronosticados.

El estudio se centró particularmente en olas con períodos entre 2 horas y 33 horas que viajan horizontalmente a través de la atmósfera, moviéndose alrededor de la Tierra a grandes velocidades (superiores a 700 millas por hora). Esto establece un patrón característico de "tablero de damas" de alta y baja presión asociada con estas ondas a medida que se propagan.

Animación de patrones de presión para cuatro modos de onda individuales

"Para estos modos de onda que se mueven rápidamente, nuestras frecuencias observadas y patrones globales coinciden muy bien con los pronosticados teóricamente", dijo Sakazaki, autor principal del estudio. "Es emocionante ver la visión de Laplace y otros físicos pioneros tan completamente validados después de dos siglos". Según el estudio publicado en Journal of the Atmospheric Sciences, las potentes ondas que surgen en el cielo a causa de la presión atmosférica pueden armonizarse y crear resonancia con la superficie terrestre.

Por consiguiente, toda la atmósfera reverbera como lo harían las ondas sonoras en el interior de una campana.

La resonancia es un enómeno que se produce en un cuerpo deformable excitado periódicamente, consistente en una notable amplificación de la amplitud de sus oscilaciones. Todos hemos visto a una soprano romper una copa de cristal a causa de la resonancia. Pues bien, los investigadores descubrieron que cuando las olas se desplazan por el aire a una altura y velocidad determinadas, resuenan con la atmósfera, creando un fenómeno parecido a la forma en la que reverberan las ondas sonoras dentro de una campana.

Por desgracia, la 'música' de la atmósfera no es audible por lo que no aporta nada significativo al estudio de fenómenos acústicos como The Hum o más recientemente, los gritos en el cielo registrados en Estados Unidos y otros países. La “música” adquiere la forma de ondas de gran escala que rodean nuestro planeta y se mueven alrededor del ecuador, algunas hacia el este y otras en sentido contrario, hacia el oeste.

Hamilton y Sakazaki emplearon los registros de la base de datos meteorológicos ERA5 que recoge 38 años de actividad. Los autores se centraron en las ondas con frecuencias de entre dos y 33 horas y con más de 5.000 kilómetros de longitud que se desplazan en torno del globo a velocidades de más de 1.000 kilómetros por hora.

Como indicaba al inicio, el hallazgo confirma la teoría de oscilaciones globales del físico y matemático Laplace. "Las frecuencias y patrones mundiales que hemos observado coinciden muy bien con los que se habían previsto teóricamente. Es emocionante ver cómo la visión de Laplace y de otros físicos pioneros queda completamente confirmada dos siglos después", afirmó Sakazaki en el comunicado.