Las estaciones
En el Hemisferio norte, a medida que se suceden las noches de otoño, la constelación de Orión aparece antes en el cielo y permanece durante más tiempo visible. Durante estos días tan cortos, las mariposas monarca vuelan sobre los campos en dirección sur. Las corrientes oceánicas de la costa de California caldean el agua del mar mientras la superficie terrestre se enfría bajo el cielo invernal. En el Hemisferio norte, los vivos colores de los árboles de hoja caduca iluminan la zona interior de los continentes, que poco después se verá cubierta por un manto de hojas. Los animales se preparan instintivamente para la próxima estación de escasez. Transcurridos seis meses, tras el frío gélido del invierno, se dará justo la situación contraria. En las regiones templadas del resto del planeta se producen cambios similares, tanto en el Hemisferio norte como en el Hemisferio sur. Mientras, en los trópicos, las lluvias torrenciales que revitalizan el entorno, se alternan con la sequía y determinan el cambio de estaciones. La estación seca comienza con una explosión de flores y actividad, y finaliza con el marchitamiento de las plantas y la espera ante la próxima estación de lluvias. La Tierra gira y gira haciendo que se sucedan las estaciones.
El origen de las estaciones
Las estaciones son ciclos anuales que dependen de la
inclinación de la Tierra respecto a su órbita alrededor del Sol. La Tierra tarda
un año de 365,25 días en completar una vez su órbita solar. El eje de rotación
de la Tierra no es perpendicular al plano que forma su órbita solar sino que
tiene una inclinación de 23° 27'. Dependiendo de la posición orbital de la
Tierra, el Hemisferio norte o el Hemisferio sur están más orientados hacia el
Sol y, por tanto, reciben más directamente la radiación solar. La inclinación de
la Tierra con respecto al Sol ha provocado tremendos cambios en el aspecto
físico del planeta, en la flora, en la fauna y en los hombres.
La duración de los días, los solsticios y los equinoccios
La Tierra gira alrededor del Sol formando una elipse y
sin alterar la inclinación de su masa. Debido a la inclinación, normalmente un
hemisferio recibe más luz solar que el otro. Cuando el ángulo que forma el eje
de rotación de la Tierra con el plano de su órbita solar apunta directamente al
Sol, el hemisferio que recibe más luz solar alcanza su máximo grado de
exposición solar. Al mismo tiempo, el otro hemisferio está orientado hacia la
cara opuesta y permanece casi en penumbra. Estos son los solsticios, que
representan el comienzo del verano y del invierno, en junio y en diciembre. Las
condiciones extremas causadas por los solsticios de verano e invierno se
experimentan en latitudes superiores a los círculos polares, donde esos días o
noches duran veinticuatro horas. Cuando la Tierra ha recorrido exactamente la
mitad de su órbita solar, lo que ocurre en un hemisferio es completamente lo
contrario de lo que ocurre en el otro.
Entre los solsticios de la órbita solar, la posición de
la Tierra es oblicua con respecto al Sol. Cuando la Tierra alcanza el punto
medio entre los solsticios, los rayos solares caen perpendicularmente sobre el
ecuador. Durante un corto período de tiempo, ambos hemisferios reciben la misma
luz solar y los días duran lo mismo en todos los rincones del planeta. Estas dos
posiciones se conocen como equinoccios y determinan el comienzo de la primavera
y del otoño, en marzo y en septiembre.
Los trópicos
En las regiones tropicales, la duración de los días no
varía excesivamente de una estación a otra. Debido a su situación, cerca de la
zona de máxima exposición solar, los días tienen una duración bastante
uniforme.
En el solsticio de verano, los rayos del sol caen
perpendicularmente sobre la Tierra en una latitud determinada tanto al norte
como al sur del ecuador. Durante este día parece que el sol al mediodía coincide
exactamente con el centro vertical del cielo. Estas latitudes constituyen los
paralelos llamados trópicos y la zona que se encuentra entre ambos disfruta
siempre de un clima cálido. La línea del trópico del Hemisferio norte es el
trópico de Cáncer, situado a 23° 27' norte. La línea correspondiente en el
Hemisferio sur es el trópico de Capricornio, situado a 23° 27' sur. No es
casualidad que estos ángulos representen la inclinación exacta de la Tierra
respecto al plano que forma su órbita alrededor del Sol. Si la inclinación fuera
nula, el Sol estaría siempre justo encima del ecuador, las noches y los días
durarían siempre lo mismo durante todo el año y no existirían las estaciones tal
y como las conocemos.
La posición de las estrellas
Evidentemente, a medida que la Tierra se va desplazando,
su posición con respecto a la estrellas y otros cuerpos celestes también varía.
Parece que las estrellas y los planetas giran alrededor de la Tierra cuando en
realidad es ésta la que se mueve. El aparente movimiento de las estrellas por la
noche ha desempeñado un papel muy importante en el desarrollo de la navegación y
la geografía, además de haber influido en las diferentes culturas y religiones
del mundo. El aparente movimiento de las estrellas alrededor de la Tierra se
complica debido a que nuestro planeta gira simultáneamente sobre su propio eje y
da vueltas alrededor del Sol. La progresión del día y de la noche debida a las
estaciones, influye en lo que vemos en el cielo nocturno. Por ejemplo, un día de
mediados de verano, la luz del Sol nos impide ver Orión, una constelación de
invierno del Hemisferio norte. A medida que la Tierra va avanzando en su órbita
alrededor del Sol, la cara oculta de nuestro planeta vuelve a orientarse hacia
Orión el Cazador, nombre con el que se conocía esta constelación antiguamente.
Debido a esta circunstancia, las estrellas parecen diferentes todas las noches,
recorren un camino que harán de vuelta tras los solsticios de verano y de
invierno. Las constelaciones situadas cerca del horizonte desaparecen de vista
por completo durante una estación o la otra y van apareciendo gradualmente de
nuevo.
Los cometas y los planetas poseen su propia órbita
alrededor del Sol, por tanto sus pautas de comportamiento en el cielo no se
corresponden con el movimiento de las estrellas, más fácil de predecir. Existen
otros dos factores, que no tienen nada que ver con las estaciones, que afectan a
cómo vemos las estrellas. En primer lugar, la inclinación del eje de rotación de
la Tierra oscila sensiblemente hacia adelante y hacia atrás con el paso de los
años y esto altera la vista que nosotros tenemos del cielo estrellado. En
segundo lugar, las estrellas se mueven en el espacio siguiendo sus propias
trayectorias y, con el paso de los siglos, la forma de las constelaciones
cambia.
Desde tiempos inmemoriales, los hombres han intentado
ordenar el caos que parecía reinar en el cielo. El primer intento de
catalogación de las estrellas fueron las constelaciones, grupos visibles de
estrellas cuyas formas recordaban a objetos de la vida cotidiana. Las
constelaciones que las diferentes culturas han ido reconociendo a lo largo de
los siglos dependen de factores culturales, geográficos y de la propia historia
de estas civilizaciones. Para localizar determinadas estrellas, estudiarlas y
que sean útiles para la navegación, los astrónomos, astrólogos y navegantes
siguen utilizando las mismas constelaciones que eran familiares para las
antiguas civilizaciones del Mar Mediterráneo, Centroamérica, China, etc.
Aunque las estrellas siempre fueron importantes para la
religión, las principales razones prácticas por las que se intentó organizar el
cielo en entidades reconocibles e identificables fueron la navegación y la
agricultura. A las estrellas que, aparentemente, se movían poco se les concedió
un valor especial en navegación, sobre todo a la Estrella Polar, la estrella del
norte en el Hemisferio norte, y a la constelación de la Cruz del Sur, en el
Hemisferio sur. Éstas son las estrellas visibles que se encuentran más alineadas
con respecto al eje de la Tierra.
La astronomía moderna utiliza mapas estelares para que
la navegación astronómica se efectúe con más exactitud. Las estrellas se
representan en la cara interior de una esfera, así es que los mapas estelares
son esféricos, como un globo vuelto del revés. Suelen estar organizados en
hemisferio norte y hemisferio sur que están divididos en 24 horas o sectores
radiales e incrementos de 180 grados entre los horizontes. Los mapas del cielo
ecuatorial, hasta cerca de 30 grados norte o sur del horizonte ecuatorial, se
representan a menudo con gráficos rectangulares divididos en 24 horas. Los mapas
estelares no son estáticos, a diferencia de los mapas terrestres, sino que,
normalmente, muestran vistas estacionales del cielo desde un punto determinado,
o bien el cielo al completo independientemente de la estación pero con alguna
indicación del cambio estacional en la panorámica nocturna de las
estrellas.
El clima
En las zonas templadas, el invierno se caracteriza por
tener días cortos, noches largas y temperaturas frías. Las precipitaciones son
frecuentes y abundantes. El verano se caracteriza por tener días largos, noches
cortas, temperaturas cálidas y lluvias relativamente esporádicas.
Las estaciones desempeñan un papel muy importante a la
hora de determinar las áreas climáticas del planeta. La luz solar calienta las
masas terrestres, lo que provoca a su vez un calentamiento de la masa de aire
situada encima que reduce su densidad y hace que se eleve. El aire situado sobre
los océanos, más frío, se desplaza hacia la tierra para ocupar el espacio libre
lo que crea movimientos de aire cíclicos que provocan disturbaciones climáticas
importantes. Los ciclos de calentamiento y enfriamiento y las corrientes de aire
resultantes disminuyen normalmente con la llegada del invierno, ya que en esa
época la diferencia de temperatura entre la tierra y el océano se reduce.
Generalmente, estos ciclos se dejan notar más en el Hemisferio norte porque la
superficie terrestre que calienta el aire es muy amplia. Los monzones y los
huracanes son los dos extremos de estos comportamientos del tiempo.
Efectos físicos de las estaciones climáticas
El clima cambia con las estaciones, lo que tiene un
efecto directo en el aspecto físico de la Tierra, así como en el hábitat
artificial y en la actividad humana. Durante el invierno, el hielo se expande y
rompe las rocas, lo que ayuda a la formación del suelo. Acciones similares en
las grietas de calles y edificios ejercen un desgaste natural en las estructuras
fabricadas por el hombre. Los torrentes estacionales limpian el terreno y los
vientos veraniegos levantan polvo lo que provoca sequía. La nieve, el hielo y
las inundaciones pueden obstaculizar o ayudar al transporte: la vida en las
ciudades modernas se paraliza en invierno debido a tormentas descomunales, pero
los habitantes del norte de Rusia, Canadá y Alaska esperan impacientes a que se
hielen las principales vías de comunicación fluviales y se conviertan en
autopistas por las que transportar mercancías.
Las corrientes oceánicas
Los cambios estacionales también afectan a los océanos.
El agua contenida en los mares absorbe gran cantidad de energía solar y la
almacena durante un largo periodo de tiempo, por lo que no se producen los
drásticos cambios estacionales de temperatura que tienen lugar tierra adentro.
Sin embargo, los vientos propios de cada estación mueven las aguas marinas
provocando corrientes en la superficie, como la corriente de California de la
costa del Pacífico de América del Norte y su equivalente, la Corriente de
Kuro-Shivo, que se forma en la costa del Pacífico de Japón. Estas corrientes
cambian de dirección: en verano giran en el sentido de las agujas del reloj y en
invierno, al revés. A lo largo de la costa del Pacífico, en América del Norte,
el agua caliente de la superficie fluye en dirección norte en invierno y el agua
helada del ártico fluye en dirección sur en verano.
La dirección de los fluidos tanto en el Hemisferio norte
como en el Hemisferio sur, es decir que vayan en el sentido de las agujas del
reloj o al revés, se debe a la fuerza Coriolis de la Tierra, resultado de la
rotación del planeta, que interactúa con estas corrientes estacionales. Como
consecuencia, las aguas oceánicas profundas se mueven perpendicularmente hacia
la corriente de la superficie. En verano, el movimiento tiene lugar hacia la
tierra, lo que provoca un flujo hacia las profundidades. En invierno, la
corriente de la superficie y el flujo perpendicular se invierten, se alejan de
la orilla, arrastrando las aguas profundas hacia la superficie. Este fenómeno se
conoce como corriente emergente. La mezcla de las aguas profundas y
superficiales debida a la sucesión de las estaciones es un factor importante en
la biología de los océanos porque la vida marina depende de que los nutrientes
acumulados en las profundidades oceánicas se reciclen. A menudo, las nuevas
generaciones de peces coinciden con las diferentes estaciones debido al fenómeno
de la corriente emergente.
Modelos biológicos
El cambio de estación ha ejercido una marcada influencia
en la supervivencia y en la evolución de la vida en la Tierra. Los animales y
las plantas, especialmente aquellas que viven en las zonas templadas, han
desarrollado estrategias de supervivencia que forman parte de sus hábitos de
reproducción, evolución, alimentación y comportamiento social.
El invierno es la estación más restrictiva para la
mayoría de las especies. En las zonas templadas, el frío y los días cortos les
dejan sin comida y les hacen estar en continua lucha contra los elementos.
Muchos animales y plantas, sobre todo los débiles y viejos, mueren. Las colonias
tienden por naturaleza a permitir que tan sólo los mejores individuos sobrevivan
para que las futuras generaciones sean más resistentes.
Las hojas de las plantas son verdaderos recolectores de
energía solar. En las zonas templadas, las hojas de las especies herbáceas y de
muchas plantas de hoja caduca grande no pueden realizar la fotosíntesis cuando
la luz solar es mínima y las temperaturas son demasiado bajas. Con la llegada de
la escarcha, estas plantas cortan el flujo de nutrientes a las hojas, reabsorben
la preciada clorofila verde y dejan tras de sí las tonalidades amarillentas y
rojizas propias del otoño. Al final, las hojas se caen de los árboles y,
eventualmente, se descomponen y pasan a formar parte del suelo. Las plantas de
hoja caduca sobreviven al invierno gracias a las reservas de energía que
almacenan en las raíces.
Los árboles de hoja perenne como los pinos, los cedros y
las encinas, no pierden las hojas; disponen de estrategias más primitivas y
fructíferas para conservar la energía y el tejido durante las épocas de frío y
heladas. Algunas plantas pasan el invierno como bulbos bajo la tierra o como
semillas o esporas, preparadas para dar lugar a nuevos individuos cuando llegue
la primavera y la posición de la Tierra haga que la zona donde viven se oriente
más directamente hacia el Sol.
Con la llegada del invierno, muchos mamíferos llevan a
cabo complicados rituales y comienzan a buscar pareja o a luchar para
conseguirla. El pelaje y las capas de grasa engrosan y las aves cambian las
plumas. La liebre y el zorro ártico cambian por completo el pelo y se camuflan
en la nieve. Los animales de las zonas templadas han desarrollado
instintivamente comportamientos que les ayudan a hacer frente al invierno. Esto
explica la frenética recogida de alimentos y su posterior almacenamiento que
llevan a cabo las abejas, las ardillas y algunos pájaros; los osos, por su
parte, se atiborran de comida.
Muchos animales hibernan durante la época de frío y
escasez, su metabolismo se ralentiza y caen en un profundo letargo durante el
cual viven de los alimentos almacenados en verano y sólo se despiertan una o dos
veces para olisquear el aire en busca de alguna señal que les indique que llega
la primavera. Los insectos experimentan un estado de reposo, conocido como
diapausa, en algún momento de su desarrollo (huevo, larva, crisálida o adulto),
según las especies. En primavera, tanto la fauna como la flora dan la bienvenida
a nuevos miembros. En el caso de las plantas, brotan nuevos individuos y los
adultos que han sobrevivido comienzan a echar flores y hojas. Los animales,
adormilados y flacos tras el invierno, se animan gracias a que los días se hacen
más largos y a que el tiempo es más cálido y seco, y comienzan a vagar y
alimentarse.
Los veranos en las zonas templadas pueden ser tan duros
como los inviernos. Algunas plantas se han adaptado a las condiciones extremas
del verano para evitar la deshidratación. Las especies del desierto, como
algunas hierbas y árboles del desierto mueren hasta la raíz o dejan caer las
hojas.
Las migraciones animales
Entre los variados comportamientos estacionales de los
animales puede que la migración sea el más espectacular. Algunos colibríes se
desplazan miles de kilómetros de continente a continente cuando cambia la
estación. Las golondrinas árticas se reproducen y pasan el verano en la tundra,
de Canadá y Alaska, vuelan a la región antártica en invierno y vuelven cuando en
el norte es primavera. Los salmones chinook y sockeye sólo migran una vez en la
vida. Desde el hábitat oceánico donde viven como individuos adultos vuelven a la
misma corriente de donde salieron del huevo. Su último viaje viene determinado
por el cambio de estación. En otoño, las mariposas monarca se dirigen al sur,
desde las tierras que les dan alimento en la templada América del Norte en busca
de colonias en México en las que viven millones de individuos. Viajan hasta
5.000 kilómetros en busca de calor y compañía. En primavera, comienzan el camino
de vuelta, durante el cual hacen paradas para encontrar alimento, buscar pareja
y poner huevos. Completan el circuito a finales de verano, dos o tres
generaciones después.
Hojas en otoño, lluvias en verano, deshielo en los ríos,
bandadas de pájaros volando sobre nuestras cabezas. Nuestro mundo está definido
tanto por variaciones como por cosas que nunca cambian. De hecho, la Tierra, que
siempre tiene el mismo aspecto, podría llamarse el planeta de las estaciones
cambiantes.
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