EL RELÁMPAGO DEL CATATUMBO
21
Click here to load reader
-
Upload
juanalberto2501 -
Category
Documents
-
view
630 -
download
2
Transcript of EL RELÁMPAGO DEL CATATUMBO
EDITORIAL SANGOI
DICIEMBRE 2009
SANCHEZ GUSTAVO GOITIA JUAN
EL RELAMPAGO DEL CATATUMBO
CREDITOS
El libro “Relámpago del Catatumbo” fue diseñado para entender el misterio y la maravilla de este hermoso fenómeno natural.
En la realización de esta obra han intervenido:
Texto
Goitia Juan
Sánchez Gustavo
Editores Imagen de Portada
Goitia Juan Vista cercana al Relámpago
Sánchez Gustavo
Diseño de Portada
Goitia Juan
Documentación
Sánchez Gustavo
Agradecemos la colaboración de nuestros familiares y amigos por el logro de esta obra.
©Editorial Sangoi, S.A.
Nº de Ejemplares: 01
Av.06 Las Virtudes, Punto Fijo, Estado Falcón, Venezuela
IndicePag(s)
El Relámpago del Catatumbo 1
Antecedentes y Estudios 2
Localización 3
Impacto Social y Turístico 4
Los Procesos Físico-Químicos del
Relámpago del Catatumbo 5
Observaciones y Fenomenología 6,7
Características de las Descargas Eléctricas 8
Visibilidad del Fenómeno 9
Modelo Microfísico 9
Discusión 10,11
Referencias 12
EL RELÁMPAGO DEL
CATATUMBOEl 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.
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,
realizan 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.
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"
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 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".
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 Súper 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, el rayo sirvió de faro para la fuerza naval del Almirante 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
Los Procesos Físico-Químicos del
Relámpago del Catatumbo
El Relámpago del Catatumbo es un fenómeno esencialmente eléctrico (entre nubes cargadas
de electricidad y una carga permanente en el suelo cenagoso) que se presenta en la cuenca
del río Catatumbo, el cual está asociado a una alta frecuencia de ocurrencia de descargas
eléctricas. Una Baja Presión asociada al mal tiempo, está entre las condiciones que inciden en
el citado fenómeno. Esta es inducida por una circulación de los vientos Alisios, que inicialmente
provienen del Noreste y al entrar a la Depresión del Zulia son forzados por la Serranía de Perijá
a cambiar de rumbo hacia el Sur, hasta formar la circulación de Baja Presión, por el desvío de
viento hacia el Sur, y en conexión con la Brisa del Lago( cuyo origen esta relacionado con la
diferencia de temperatura entre la superficie de la tierra y el Lago) la Baja Presión se sitúa por
lo general sobre la desembocadura del río Catatumbo, incidiendo en el referido fenómeno .
Según una investigación titulada Microfísica del Relámpago del Catatumbo realizada por
Ángel Muñoz, Nelson Falcón y Peter Williams del Departamento de Física de la Universidad de
Carabobo, basada en expediciones realizadas en el sitio de la desembocadura del Río
Catatumbo, zona de grandes pantanos , ocupada por el Parque Nacional de Ciénagas con una
superficie de 269.400 Ha, concluyen que la referida zona es el epicentro del relámpago al
poseer las condiciones naturales que favorecen el fenómeno.
La referida investigación destaca la importancia de los pantanos como agente causal de la
actividad eléctrica por la presencia del metano. Recientemente una investigación realizada por
el Profesor Ángel Muñoz de la Universidad del Zulia descubrió fuentes de Metano Geológico
que fluyen constantemente en las inmediaciones de la desembocadura del rió Catatumbo.
La molécula de metano (CH 4) es indisoluble en agua, al generarse en las ciénagas y lagunas
se eleva rápidamente por ser más liviano que el aire, ascendiendo sobre las nubes de vapor de
agua. Los cristales que se forman, a partir de la mezcla del metano y el agua se polarizan
espontáneamente 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 al interior de la
misma, la ausencia de irradiación solar evita la fotodisociación del metano, lo que podría
explicar porqué el relámpago solo es visible en horas nocturnas.
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 un
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.s.n.m.) 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.s.n.m.) 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.
Fotografías #1 Río Catatumbo Fotografía#2 El relámpago luego del Ocaso
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 (Fotografía #2).
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.s.n.m), la laguna La Negra (09º 14’ 13” N 72º 06’ 33 W 36 m.s.n.m) y las orillas del río Bravo (09º 14’ 15” N 72º 06’ 31” W 41 m.s.n.m) 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.
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.
Fotografía #3 Descargas nube-nube Fotografía #4 Detalle de los Rayos
Nótese que los rayos del fenómeno atmosférico no son nube-tierra ni tierra-nube, evidencia que parece descartar la presencia de fuentes geotermales, geomagnéticas o radiactivas en el substrato superficial de la región. 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. La fotografía #3 muestra los rayos descendentes entre las dos capas nubosas. 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. Todas 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 cercanas 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 cumulonimbos y estratocúmulos, un observador colocado justo en los epicentros, debajo de las capas de nubes donde tienen lugar las descargas, no aprecia el fenómeno.
Fotografía #5 Aspecto General del relámpago Fotografía #6 Detalle de la Fluorescencia
Modelo Microfísico
La extensión de los pantanos, permanentemente inundados, hace 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).
Discusión
De acuerdo al modelo propuesto el metano sería el agente causal para comprender el fenómeno conocido como el “Relámpago del Catatumbo”. La concentración de este gas en el seno de las nubes convectivas sobre la región causaría la separación de cargas eléctricas en el interior de las células de las nubes, posibilitando las descargas (rayos) así como la fosforescencia (relámpago) observada. Ello está en acuerdo con el nivel de conocimientos actuales sobre descargas eléctricas en gases ionizados y con las propiedades físico-químicas del metano, como se mostró en la sección precedente. La concentración de metano en la troposfera varía localmente hasta incluso concentraciones del 0,1 % (Carman & Vincent, 1999). El hecho de que las descargas ocurran al interior de las nubes (rayos nube-nube) parece descartar loa existencia de agentes ionizantes y geomagnéticos en el substrato, además podría explicar la no detección del fenómeno desde satélites meteorológicos como el “Optical transient Detector”, diseñado para medir la actividad eléctrica atmosférica y las tormentas.
Durante el día el fenómeno no tendría lugar porque la irradiancia solar fotodisocia el metano continuamente, impidiendo la autopolarización eléctrica y la excitación a niveles energéticos metaestables, en acuerdo con la fenomenología observada del Relámpago del Catatumbo. Después del ocaso solar o durante un eclipse total como ocurriera en dicha región el 26-02-98, se manifiesta la actividad eléctrica del “relámpago del Catatumbo” incluso antes de que la temperatura cambie apreciablemente.
Durante el invierno o después de precipitaciones de gran magnitud sobre la región, la visibilidad del fenómeno disminuye e incluso desaparece por completo. Ello se explicaría porque las precipitaciones intensas y/o prolongadas arrastran el metano hacia la superficie y disminuye la concentración relativa del gas. Análogamente, durante la estación seca (verano) la evaporación y la temperatura media se incrementan, permitiendo la volatilidad del gas y su rápido ascenso a las capas altas de las nubes donde se formarían cristales autopolarizados eléctricamente.
Los vientos no disipan la acumulación relativa del metano porqué éste queda atrapado al interior de las nubes. Este proceso de acumulación puede ser favorecido por la existencia de un centro local de baja presión situado entre los ríos Bravo y Catatumbo que acarrea la circulación cerrada de los vientos para cotas inferiores a los tres mil metros (Gol, 1963).
El desplazamiento relativo de los epicentros, reportado por Zavrostky (1991) se explicaría por la movilidad de las nubes. Cuando las nubes convectivas incrementan su desarrollo vertical son empujadas hacia el lago de Maracaibo y la capa superior rica en metano se disipa. La disipación tiene lugar por acción de los vientos alisios existentes a cotas mayores a los tres mil metros y, principalmente, por la licuación y coalescencia de las gotas de metano al interior de la nube. La capa inferior de la nube enriquecida con cargas superficiales por la inducción eléctrica y por la licuación del metano ocasionan los esporádicos rayos nube-tierra visible en las riberas del Lago de Maracaibo, justo cuando las nubes son forzadas a desplazarse sobre las orillas, tal y como se les observa eventualmente en las costas del Lago, sin el característico resplandor fosforescente del “relámpago del Catatumbo”.
Las ciénagas incrementan la majestuosidad del relámpago por la reflexión especular sobre las lagunas de aguas tranquilas y en dirección visual hacia ellas. El carácter inaudible de las descargas se explica porque los rayos ocurren a gran altura, entre los dos mil y tres mil metros, y el sonido de la onda de choque generada por la ruptura del canal de descarga se amortigua en el interior de la nube.
La anómala concentración del metano en la parte baja de la atmósfera local podría ser explicada por la existencia de una amplía zona de pantanos (cerca de 300 000 hectáreas) ubicados en un clima tropical con circulación cerrada de vientos bajo un área de baja presión. También la concentración de metano podría ser debida a la existencia de kerógeno III en el substrato, típico de depósitos de hidrocarburos y de concentraciones altas de metano. El substrato del lago de Maracaibo es rico en depósitos petrolíferos y comparte con las ciénagas ribereñas la misma historia geológica. De ese
modo la acumulación de metano en la atmósfera podría verse favorecida por el escape de este gas a través de fisuras en el manto rocoso al interior de las ciénagas (lagunas).
Sin embargo, la confirmación de ésta última hipótesis y del mecanismo Microfísico electroatmósferico aquí propuesto, invitan a estudios mas detallados de la meteorología física, de la geología y del substrato del Parque Nacional “Ciénagas de Juan Manuel”.
Referencias
Udón Pérez. Himno del Estado Zulia
Luis Oquendo Delgado. Estrofa de Una gaita
Carman, R. & Vincent, R. (1999) “Measurements of Soil and Gas and Atmospheric Methane Content”. http//www.claytonenv.com/woodcounty_art.htrr. Centeno, M. (1968) Bol. Ac. de Cs. F.,Mat. y N. 28, 79,353-365 Codazzi, A. (1960)Resumen de la Geografía de Venezuela. Biblioteca Venezolana de Cultura. Caracas. pp 23. Delcroix, J. (1969) Introducción a la teoría de los gases ionizados. Alhambra, Madrid. Feynman, R. Leighton, R. y Sands, M. (1987) Lecturas de Física. Fondo educativo Interamericano. N.Y. Gol, A.W.(1963) “Las causas meteorológicas de las lluvias de extraordinaria magnitud en Venezuela”. Publicación Especial Nº 2 Servicio de Meteorología y Comunicaciones. FAV. Min. Defensa. (Venezuela.). Golde, R.H. (1984.) Physics of Lightning. Mc Graw Hill Dover. Howtson, A.M. (1970). Descargas Eléctricas en Gases. Urmo. Bilbao. Humboldt, A. (1956) Viaje a las regiones equinocciales del Nuevo Continente. Tomo III, pp 226. Caracas. Traducción por Lisandro Alvarado. Landau, L.D. y Fifshitz, E. M. (1981) Electrodinámica de los medios continuos Reverté. Barcelona (España) .pp72 y ss.
Levine, L. ( 1990) Fisicoquímica. Mc. Graw-Hill .Madrid (España) . pp 817.
Marr, G. (1967) Photoionization Processes in Gases. Acad. Press. N.Y .(USA), pp170.
Morrinson, R. & Boyd, M. (1974) Química Orgánica. Addison Wesley.
Rogers. R. (1977) Física de las nubes. Reverté. Barcelona.
Suess, E.; Bohrmann, G.; Greinert, J. & Lausch, E. (1999). Sc. Am. 281,5,52
Zavrostky, A. (1975)Revista Forestal Venezolana Nº 25, Ediciones ULA.
Zavrostky, A. (1991) Carta Ecológica . Ediciones ULA Nº 56.
