El problema de las estaciones

Creía que era algo bastante claro, pero he podido comprobar que una de las cuestiones que aparentemente todo el mundo sabe y, la mayoría contesta mal en los exámenes es la relacionada con la causa de las estaciones que presenta nuestro planeta. Hoy he visto un comentario de Elena Callejas, que insiste sobre este tema por lo que he decidido escribir una entrada sobre ello.
La respuesta más común a la pregunta que nos ocupa es que las estaciones se deben al movimiento de rotación de la Tierra. Y hasta aquí no está la cosa demasiado mal. Si la Tierra no describiese su órbita alrededor del Sol y estuviese inmóvil en un lugar del Universo (algo que por otra parte sabemos que es imposible), obviamente, no tendría estaciones. Pero hay planetas que no muestran estaciones e igualmente desarrollan su movimiento de traslación alrededor del Sol.

¿Cuál es, entonces, la causa de las estaciones? La respuesta es simple: el hecho de que el eje de rotación de la Tierra no sea perpendicular al plano de la eclíptica, es decir, al plano en el que se sitúa la órbita de la Tierra. Esto hace que en una determinada época del año la radiación solar incida perpendicularmente sobre un hemisferio y seis meses después lo haga sobre el otro. Espero que con este esquema se pueda resolver adecuadamente la duda.

Como veréis, los rayos solares inciden perpendicularmente sobre el hemisferio norte cuando la Tierra ocupa la posición de la izquierda en el esquema anterior; luego estaremos en verano. Por el contrario, seis meses depués los rayos caeran perpendicularmente sobre el hemisferio sur, luego en el nuestro será invierno. ¿Qué sucede en primavera y en otoño? Pues que la luz solar incide perpendiculamente sobre el ecuador y por tanto ambos hemisferios reciben exactamente la misma cantidad de radiación.

Por si queda alguna duda, imagina un sencillo experimento. Recorta sobre una cartulina negra un pequeño circulo. Coge una pelota y coloca la cartulina entre ésta y un foco de luz (una lámpara, el Sol); muévela en sentido vertical de modo que el circulo de luz ilumine la superficie de la pelota. Cuando la luz incida perpendicularmente sobre la pelota la superficie iluminada será circular; cuando lo haga oblicuamente la forma que observaremos será un óvalo de mayor tamaño, parecería como si hubiésemos estirado el circulo. Pues bien, en ambos casos la cantidad de radiación que llega a la pelota es la misma pero la superficie iluminada es diferente; si la radiación fuese calor, ¿en que caso se calentará más la superficie? ¿por qué?

Y ahora una cuestión más para mentes inquietas. ¿Sería posible que un planeta presentara estaciones con el eje de rotación totalmente perpendicular al plano de su órbita? Una pista: como ya propuso Kepler hace varios siglos en su primera ley, los planetas siguen órbita elípticas alrededor del Sol.

¿Qué es una elipse y que característica de ésta esta relacionada con las estaciones? Ya sabéis, espero los comentarios.