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lunes, 22 de noviembre de 2010

El Relampago del Catatumbo

Índice
EL RELÁMPAGO DEL CATATUMBO
v     EL RELÁMPAGO DEL CATATUMBO, PATRIMONIO NATURAL DE LA HUMANIDAD DE LA UNESCO.
v     ANTECEDENTES Y ESTUDIOS
v     LOCALIZACIÓN
v     IMPACTO SOCIAL Y TURÍSTICO
v     LEYENDAS INDÍGENAS
v     OBSERVACIONES Y FENOMENOLOGÍA.
v     CARACTERÍSTICAS DE LAS DESCARGAS ELÉCTRICAS.
v     VISIBILIDAD DEL FENÓMENO.
v     MODELO MICROFÍSICO.
v     GENERALIDADES.

Introducción

El Relámpago se produce entre los 8º 15´ y 10º de Latitud Norte; y 4º 45´ y 6º de Longitud al Oeste del Meridiano de Caracas, puede ser observado desde todos los puntos de la costa del Golfo y del Lago de Maracaibo y desde aquellos lugares de la Cordillera Andina que no presentan obstáculos que oculten su Visual.  El relámpago es una tormenta nube-nube que forma un arco voltaico a más de cinco kilómetros de altura, durante 140 a 160 noches al año, 10 horas cada jornada y hasta 280 veces por hora, sobre las ciénagas formadas cuando el río Catatumbo, que nace en Colombia, entrega sus aguas al Lago de Maracaibo.

EL RELÁMPAGO DEL CATATUMBO

 Es un singular fenómeno meteorológico que se produce en el sur del lago de Maracaibo en Venezuela, cuyo nombre proviene del río Catatumbo.
Este fenómeno se caracteriza por ser un relámpago casi continuado y silente (especialmente por las grandes distancias), que se produce en nubes de gran desarrollo vertical formando arcos eléctricos entre los 2 y los 10 kilómetros de altura (o más), a medida que los vientos alisios penetran en la superficie del lago en horas de la tarde (cuando la evaporación es mayor) y se ven obligados a ascender por el sistema montañoso de Perijá (de 3.750 msnm) y la Cordillera de Mérida, el ramal venezolano de los Andes (de 5.000 msnm, aproximadamente). El origen de este fenómeno está en el efecto orográfico de estas cordilleras que encierran y frenan a los vientos del noreste produciéndose nubes de gran desarrollo vertical, concentradas principalmente en la cuenca del río Catatumbo.

Este fenómeno es muy fácil de ver desde cientos de kilómetros de distancia, es decir, desde el propio lago (donde no suelen presentarse nubes durante la noche) por lo que también se conoce como el Faro de Maracaibo, ya que las embarcaciones que surcaban la zona podían navegar durante la noche sin problemas en la época de la navegación a vela. Tiene una ocurrencia anual de 140 a 160 noches o más, durando hasta 10 horas por noche y produce hasta 280 descargas por hora. Además, estas tormentas eléctricas producen un elevado porcentaje de toda la capa de ozono generada a escala mundial por lo que el relámpago del Catatumbo puede considerarse como uno de los principales regeneradores individuales de la capa de ozono del planeta, pues produce aproximadamente 1.176.000 descargas eléctricas atmosféricas. El origen de esta formación de ozono se encuentra en la ionización de los gases atmosféricos con las intensas descargas eléctricas.

Se caracteriza por ser un rayo casi permanente, y se produce en nubes de desarrollo vertical. Forma arcos eléctricos entre 2 y  10 kilómetros de altura (incluso más).  Los vientos alisios penetran en la superficie del lago por la tarde, cuando la evaporación es mayor,  y se ven forzados a ascender por las montañas de Perijá y la Cordillera de Mérida, el ramal venezolano de los Andes.

El origen de este fenómeno metereologico está en la orografia de estas cordilleras que encierran y frenan a los vientos del noreste. Se puede ver desde cientos de kilómetros de distancia, es decir, desde el propio lago por lo que también se conoce como el Faro de Maracaibo:Antiguamente las embarcaciones en la zona, podían navegar a oscuras sin ningun problema, usando el rayo como referencia geografica. Es muy facil verlo ya que este fenomeno se produce 140 a 160 noches al año!!, y la duración es de hasta 10 horas cada noche, produciendose hasta 280 descargas electricas a la hora.

Recientemente, un grupo de cientificos ha verificado la importancia ecologica de este arco voltaico natural: estas tormentas eléctricas producen un elevado porcentaje de todo el ozono generado a escala mundial, por lo que el relámpago del Catatumbo se considera uno de los mas importante regeneradores de la capa de ozono (O3) del planeta: produce unas 1.200.000 descargas eléctricas atmosféricas, que se ven en gran parte de los andes venezolanos, Colombia y Aruba.

EL RELÁMPAGO DEL CATATUMBO, PATRIMONIO NATURAL DE LA HUMANIDAD DE LA UNESCO.

También llamado “Faro del Zulia” ha sido propuesto por la Asamblea Nacional (AN) de Venezuela ante la Organización de Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) para que se convierta en el primer fenómeno meteorológico declaradoa patrimonio mundial.



ANTECEDENTES Y ESTUDIOS

El primer escrito donde se menciona al relámpago del Catatumbo fue el poema épico "La Dragontea" de Lope de Vega, publicado en 1597, que narra la derrota del pirata inglés Sir Francis Drake por el alcalde de Nombre de Dios, Diego Suárez de Amaya.

El naturalista y explorador prusiano Alejandro de Humboldt lo describe como "explosiones eléctricas que son como fulgores fosforescentes...", siendo reseñado luego por el geógrafo italiano Agustín Codazzi como un "relámpago continuado que parece surgir del río Zulia y sus alrededores".
Entre los principales estudios modernos se encuentra el realizado por Melchor Centeno, quien atribuye el origen de las tormentas eléctricas a la circulación cerrada de vientos en la región.

Entre 1966 y 1970, el científico Andrés Zavrostky junto a ayudantes de la Universidad de los Andes, realizó tres expediciones con las cuales concluye que la localización tendría varios epicentros en las ciénagas del Parque Nacional Ciénagas de Juan Manuel de Aguas Claras y Aguas Negras al oeste del lago de Maracaibo, y sugiere en 1991 que el fenómeno ocurre por el encuentro de corrientes de aire frías y calientes sin descartar el uranio como posible agente cocausal, aunque este último hecho no pasa de ser mera especulación.

Entre 1997 y 2000, un equipo liderado por Nelson Falcón de la Universidad de Carabobo, realiza varias expediciones y logran el primer modelo microfísico del relámpago del Catatumbo identificando al metano como una de las principales causas del fenómeno, aunque también es una simple especulación, ya que el metano no es aquí tan importante como en otras áreas petrolíferas de zonas secas o desérticas en las que no existe nada parecido.

El relámpago no se ha visto desde enero 2010, el periodo más largo sin relámpago visible en casi un siglo, a causa de la fuerte sequía que afectó al país, causando temores que haya desaparecido para siempre. Sin embargo los estudios realizados para comprobar si había desaparecido o no, mostraron que el relámpago del Catatumbo no había desaparecido y tampoco había cesado su actividad, sólo había dejado de ser visible a simple vista, de hecho no habían descendido sus descargas eléctricas habituales.

 LOCALIZACIÓN

El relámpago del Catatumbo se suele desarrollar entre las coordenadas de 8º 30' y 9º 45' de latitud norte y los 71º y 73º de longitud oeste, lo que supone una zona muy extensa aunque, como es lógico, no toda esta zona tiene siempre la misma actividad tormentosa. Las áreas más remotas de esta extensa zona están ocupadas por grupos indígenas motilones, que siempre resistieron tenazmente la dominación por parte de los españoles primero y de los que intentaban explotar su territorio después. Y fue muy recientemente cuando aceptaron la participación de misioneros capuchinos españoles (ya en la segunda mitad del siglo XX), los cuales fundaron varios pueblos de misión como el de El Tukuko y otras. En El Tukuko se instaló una sencilla estación meteorológica y en varios años de observación el monto pluviométrico anual nunca bajó de los 4.000 mm lo que sirve para dar un ejemplo de la lluviosidad de la zona.

A su vez, ello explica también el gran caudal del río Catatumbo que, con unos 500 km de longitud, es navegable en gran parte de su recorrido. La parte final de su curso tiene numerosos meandros y entrega al lago de Maracaibo una enorme cantidad de sedimentos, desembocando en un delta que se ha construido en el propio lago. En realidad, si no fuera porque el lago constituye una zona de hundimiento del terreno (es decir, una cuenca sedimentaria o de subsidencia) hace mucho tiempo que los sedimentos aportados por dicho río hubieran cubierto completamente el lago.
IMPACTO SOCIAL Y TURÍSTICO

El relámpago del Catatumbo es admirado por la sociedad venezolana, en especial en el estado noroccidental del Zulia, el cual tiene un rayo en su escudo oficial para simbolizar al fenómeno. También la letra del himno del Estado Zulia, cuyo autor es el zuliano Udón Pérez, incluye una estrofa que hace referencia a este fenómeno:

"La luz con que el relámpago / tenaz del Catatumbo / del nauta fija el rumbo / cual límpido farol"[2]
La etnia wari lo define como “la concentración de millones de cocuyos (luciérnagas) que todas las noches se reúnen en el Catatumbo para rendirle tributo a los padres de la creación”, mientras que los yucpas y los wayúu lo atribuyen a la presencia de los espíritus de los guajiros caídos que resplandecen como una especie de mensaje, además de considerarlo el "eterno resplandor en las alturas".

Una gaita zuliana (además de muchas otras canciones y obras) hace referencia al fenómeno del Catatumbo:
         
Una gaita por el mundo / es un mensaje de amor / y el rayo del Catatumbo / le da luz con su fulgor. El Super Combo Los Tropicales, en su tema beisbolero "La Pelota Caliente", también menciona "el trueno" del Catatumbo:

El poder del oro negro / y el trueno del Catatumbo / harán tomar nuevos rumbos / a las Águilas zulianas.

Entre las principales curiosidades históricas se encuentra un cuento sobre el intento de Francis Drake en 1595 para saquear Maracaibo, el cual fue frustrado por el aviso temprano a la guarnición de la ciudad, producido gracias a la iluminación del relámpago. Además, durante la guerra de independencia, el rayo sirvió de faro para la fuerza naval del almirante José Prudencio Padilla, quien logró derrotar a los navíos españoles el 24 de julio de 1823.

Se busca catalogar al relámpago del Catatumbo como patrimonio de la humanidad bajo la protección de la Unesco, y en caso de lograrse sería el primer fenómeno meteorológico con esta catalogación.

Fue declarado Patrimonio Natural del Zulia el 27 de septiembre de 2005.

LEYENDAS INDÍGENAS

La etnia wari lo define como “la concentración de millones de cocuyos (luciérnagas) que todas las noches se reúnen en el Catatumbo para rendirle tributo a los padres de la creación”, mientras que los yupas y los wayuu lo atribuyen a la presencia de los espíritus de los guajiros caídos que resplandecen como una especie de mensaje, además de considerarlo el ""eterno resplandor en las alturas".

OBSERVACIONES Y FENOMENOLOGÍA.

La ocurrencia del fenómeno abarca una extensa región de cerca de 300.000 hectáreas al sur-oeste del lago de Maracaibo, comprendiendo en su interior al río Bravo, desde su nacimiento hasta su desembocadura, el río la Concepción, parte del río Catatumbo, las Ciénagas de Juan Manuel de Aguas Claras y Juan Manuel de Aguas Negras, las lagunas La Belleza, la Negra, La Estrella y otras menores. Substancialmente corresponde a una ecosistema cenagoso, de bosques de pantano y manglares además de un sistema delta lacustrino estuario en la zona de la desembocadura de los ríos en el Lago de Maracaibo. Esta gran explanada comparte la misma historia geológica que caracteriza al sur del Lago de Maracaibo, formando una depresión entre las cordilleras del Perijá y Los Andes venezolanos. Las lagunas y pantanos inundados exhalan continuamente metano por descomposición de los detritus y humus, siendo la profundidad de las aguas variable entre los 2 y 9 metros.

La temperatura media anual es de 28º C , siendo la máxima de 30º -36º C en la población de Los Encontrados a las 15 HLV, y la mínima entre los 23º y 25 ºC en el mismo lugar hacía las 5 HLV. Los vientos de la Región presentan dos circulaciones cualitativamente diferentes. Por debajo de la cota de 1500 m s.n.m. presenta un proceso de deslizamiento forzoso debido a las montañas de las cordilleras del Perijá y de Los Andes. A mayor altura, sobre los 3000 m s.n.m. la dirección de los vientos y su velocidad media es la característica para el resto de Venezuela (Gol, 1963).

Se efectuaron tres expediciones al interior del Parque “Ciénagas de Juan Manuel” con la finalidad de caracterizar el “Relámpago del Catatumbo”. Durante la primera expedición (Diciembre de 1998) se instalaron puntos de observación en la localidad de “Los Encontrados”, a orillas del río Catatumbo (09º 03,89’ N 72º 14,14’ W 440 m snm) y en el delta de dicho río al sur del Lago de Maracaibo, en el palafito de “Punta Chamita” (09º 05,77’ N 71º 42,88’ W 196 m snm) también se exploró la zona comprendida entre ambos puntos a lo largo del curso del río. Los resultados evidenciaron que el fenómeno se presenta en dos regiones bien localizadas al oeste del Catatumbo, al interior de las ciénagas, mas particularmente entre las Lagunas la Estrella y la Belleza, colindantes con el río Bravo.

Desde los puntos de observación se visualizó el “Relámpago del Catatumbo” como destellos nube-nube y el resplandor fosforescente (relámpago) en regiones del cielo bien localizadas y persistentemente durante toda la noche

La segunda y tercera expedición realizada en Julio y Diciembre de 1999
permitió ubicar la región de ocurrencia del fenómeno. Se instalaron sitios de observación en: la localidad de “Los Encontrados” (09 3’ 51” N 72º 14’ 09” W 14 m snm), la laguna La Negra (09º 14’ 13” N 72º 06’ 33 W 36 m snm) y las orillas del río Bravo (09º 14’ 15” N 72º 06’ 31” W 41 m snm) así como la exploración de los recorridos ribereños y lacustres intermedios.

Los resultados corroboraron la existencia de zonas de epicentros en las cercanías de las lagunas, al interior de las ciénagas colindantes con el río Bravo, en lugar de puntos localizados de ocurrencia del fenómeno. Destacándose la persistencia de al menos dos regiones del cielo, bien diferenciadas por su separación angular de hasta 66º de azimut, donde se producen las descargas. El mapa de la figura # 1 muestra los posibles epicentros y su extensión.

CARACTERÍSTICAS DE LAS DESCARGAS ELÉCTRICAS.

Las imágenes fotográficas (véase) evidencian la característica descarga nube-nube del fenómeno, y su relativo confinamiento en una cierta región del cielo. Particularmente sin la presencia de extensas formaciones nubosas para la totalidad del horizonte visible, como cabría de esperar en una típica tormenta. Las descargas eléctricas de la formación nubosa parecen provenir solamente del interior profundo de la nube y no sobre su periferia o zonas límite de la nube.

Durante las dos últimas expediciones al interior de la ciénaga se pudo constatar la ausencia de anomalías en los valores del campo magnético terrestre de la zona de estudio, tampoco se observaron evidencias de fuentes geotermales tales como fumarolas, géiser o temperaturas anormalmente altas en las aguas de las lagunas.

Medidas con el electrómetro, a nivel superficial en el punto de observación, a las orillas del río Bravo, dan cuenta de la existencia de cargas eléctricas atmosféricas, depositando sobre el electrómetro 0,015 microcoulombios en el lapso de 15 minutos, que equivale al incremento de la diferencia de potencial eléctrico en el electrómetro a razón de 0,33 voltios por segundo.

No se encontró una moda o frecuencia característica en la frecuencia de los destellos (rayos y relámpagos). Se evidencia que las descargas ocurren entre 16 y 40 por minuto, y luego de la observación de los rayos al interior de las nubes, se genera un resplandor (relámpago) fosforescente en el entorno, incrementado en magnitud por el reflejo sobre los espejos lacustres. Todos las descargas son sordas, y son mas frecuentes entre la zona interna superior y la zona interna inferior de la propia nube.

VISIBILIDAD DEL FENÓMENO.

Las horas de visibilidad del fenómeno son variables, entre las 19 y las 04 HLV, y parecen depender del punto de observación. A distancias relativamente cercana a los epicentros, en el interior de las ciénagas, el fenómeno comienza a observarse con la desaparición de la luz zodiacal, poco después del ocaso. A medida que el observador se aleja de los epicentros, la altura relativa del “Relámpago del Catatumbo” respecto al horizonte disminuye, dificultando su observación. Análogamente, desde regiones de observaciones altas y distantes, la visibilidad se incrementa. Por ser descargas a lo interno de nubes cumuloninbus y estratocúmulos, un observador colocado justo en los epicentros, debajo de las capas de nubes donde tienen lugar las descargas, no aprecia el fenómeno.

MODELO MICROFÍSICO.

La extensión de los pantanos, permanentemente inundados, hacen pensar que el gas metano debe jugar un rol importante en los procesos microfísicos que tienen lugar en las nubes de la región. Estudios recientes han señalado el rol de está molécula en ciertos procesos climatológicos y oceanográficos (Suess et al, 1999).

GENERALIDADES.

Como la molécula de metano (CH4)  es indisoluble en agua, al generarse en las ciénagas y lagunas se eleva rápidamente por ser  más liviana que el aire, incluso por encima de las nubes de vapor de agua.  Este fenómeno se incrementa en horas siguientes al ocaso, cuando la ausencia de irradiancia solar evita su fotodisociación; lo que podría explicar por que el relámpago solo es visible en forma nocturna y nunca en horas diurnas.

La generación de Metano por descomposición de detritus y humus de los pantanos se incrementa durante el verano porque las aguas son menos profundas y la temperatura media aumenta, facilitando la descomposición del material orgánico. Ello parece explicar porque el “relámpago del Catatumbo” es más visible en épocas de sequía que en invierno.

La elevada sección transversal  de absorción para el metano, en la línea  H Lyman a (121,57 nanómetros), permite suponer que los destellos (relámpagos) son  producidos por la presencia de este gas en la nubes altas de la atmósfera de la región. En efecto para el metano la sección transversal  de absorción (s) de la línea H Lyman a es 18 megabarns, mientras que para el vapor de agua  s =14 Mbn, para el nitrógeno gaseoso s = 6 10-5 Mbn  y para el oxigeno gaseoso s = 9 10-3  Mbn (Marr, 1967). El color de las descargas observadas en las fotografía y el análisis espectrocópico de ellas dan cuenta de la presencia de dicha  línea H Lyman a en la radiación electromagnética generada durante el fenómeno.

La fluorescencia observada como relámpago, luego de la generación de rayos a lo interno de las nubes altas, puede deberse a la existencia de estados metaestables de la molécula de metano y del radical metilo, cuyos enlaces s-p admiten este tipo de excitación. Un cálculo preciso de estos estados metaestables envuelve una gran complejidad y está fuera del alcance de este trabajo. Es importante señalar que la función propia de enlace del metano no ha sido calculada aún ni para la estructura resonante más simple (Levine, 1990). Debe notarse que los tiempos de vida de los estados metaestables son comparables a la duración de la descarga difusa (relámpago); en el rango de los nanosegundos a los milisegundos.

Por otro lado, el gradiente barotrópico atmosférico permite la condensación del metano en cristales con simetría tetraédrica, específicamente el grupo de simetrías Td  en notación de Schoenflie (Levine, 1990).  Los cristales con tal tipo de simetría son piroeléctricos, el vector de desplazamiento eléctrico adquiere valores no nulos aún en ausencia de campos eléctricos externos, por lo cual se polarizan espontáneamente (Landau et al 1981).

Al condensarse el metano se formarían cristales, que se polarizan espontáneamente debido a la simetría tetraédrica, ocasionando un gradiente de potencial eléctrico en las células de las capas altas de la nube. Cuando el potencial eléctrico de la célula de la nube supera el potencial de ruptura dieléctrica del aire, se genera la descarga, visible en forma de rayos a lo interno de la misma.

Así, la presencia de metano en las nubes bajas de la región, favorecida por la circulación cerrada de vientos y por enormes extensiones de pantanos (cerca de 300.000 hectáreas) permite explicar la microfísica de las descargas gaseosas (relámpago o fluorescencia y rayos o descargas de arco nube-nube) y el mecanismo de autopolarización eléctrica de la nube.

También de las consideraciones precedentes pueden derivarse algunas magnitudes físicas relevantes sobre la microfísica del  “Relámpago del Catatumbo”.



 
Conclusión

El relámpago del Catatumbo es  un singular fenómeno meteorológico que se produce en el sur del lago de Maracaibo en Venezuela, cuyo nombre proviene del río Catatumbo. El total de descargas eléctricas es 1.176.000 por año, con una intensidad de hasta 400.000 amperios, según mediciones de la caraqueña Universidad Simón Bolívar, y su luz es visible hasta 400 kilómetros de distancia.

Este fenómeno climático, para el cual se busca la protección de la Unesco (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura) es además un orgullo para el occidental y petrolero estado de Zulia, que lo ostenta en su escudo, simplificado como un rayo.



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