CURIOSIDADES I: La magia de los espejismos

Me hace mucha ilusión comenzar una nueva sección donde iré publicando curiosidades que me hayan llamado la atención durante estos últimos años. Muchas veces tendrán una base científica que espero explicar de forma simplificada y sencilla, para que todo el mundo al que le interese no se pierda y pueda entenderlo independientemente de lo que haya estudiado.

La idea para esta entrada surgió el otro día en la gasolinera. Llevaba un tiempo pensando en esta sección y le estaba dando vueltas al tema cuando me fijé en la distorsión de imagen (que parece como un humillo transparente) que provoca la manguera a su alrededor cuando está pasando gasolina al coche. Realmente no es un espejismo pero está relacionado con el fenómeno.

Lo principal es saber que cuando un rayo de luz viaja por un medio (ya sea agua, aire, vidrio etc) lo hará en línea recta hasta que llega a otro medio diferente. Al pasar uno a otro se desviará para seguir de nuevo en línea recta. Esto es lo que se denomina refracción.

Para poder estudiar la refracción a cada medio le asignamos un índice de refracción, según el valor que tenga el medio primero y el segundo se desviará en mayor o menor medida ( y el ángulo refractado será mayor o menor que el incidente). En el agua, por ejemplo, el ángulo que forma el rayo que entra en el agua es más pequeño que el que forma en el aire. Podéis probarlo metiendo un lápiz en un vaso de agua medio lleno y veréis como parece que se curva (cuando el lápiz en realidad sigue manteniendo su forma).

Pero aquí hay algo que resaltar, y es que el índice de refracción depende de la temperatura. ¿qué significa esto? Pues que en el desierto la arena está muy caliente y provoca que el aire más cercano a ella tengan una mayor temperatura que las capas superiores. Por ello podemos imaginar que el aire está formado por muchas capas con diferente índice de refracción. Por lo que un rayo que provenga del cielo puede sufrir algo similar a lo dibujado en la siguiente imagen:

Vemos que la luz va sufriendo una refracción tras otra, pero esto no pasará indefinidamente. Cuando la luz indice con un ángulo mayor a cierto valor (ángulo límite) el rayo rebotará, es decir, sale reflejado como en un espejo y no se refracta. Ahora tenemos al rayo de luz viajando hacia arriba y de nuevo va refractándose en el aire hasta llegar a nuestro ojo.  ¿y qué pasa en nuestra cabeza? Pues que no piensa "¡Ahh!, esa luz viene del cielo azul y se ha curvado hasta llegar al ojo" No, nuestro cerebro siempre piensa que la luz ha venido en línea recta hacia nosotros y se cree que ha  seguido el recorrido de la línea negra de la imagen (donde tenemos a la monigote del vestido, Laura a partir de ahora).

Pues ahí tenemos a nuestra Laura muerta de sed que lo que ve es una imagen del cielo en la arena con un aspecto algo líquido (porque las capas de aire se están moviendo y a sus ojos no llega un rayo de luz sino muchos). ¿Qué es lo primero que piensa Laura, que tiene la garganta como una alpargata? Pues que delante hay un lago de agua donde beber hasta reventar que no existe porque es una imagen. Es decir, un espejismo no es una alucinación como creen algunos, es la imagen de algo que existe realmente aunque se encuentra en otra posición; otra cosa es que creamos que lo que vemos es un resort de 5 estrellas.

Aquí he puesto de ejemplo un rayo que viene del cielo, pero también puede venir de las dunas, por lo que aparecerán reflejadas en la arena como en un espejo a la vez que el cielo (ya tiene Laura montado el oasis). Podemos ver algo como en la imagen del desierto al lado del amanecer.

Hay otros casos, en los que el espejismo se produce arriba y con una imagen invertida. Esto ocurre cuando la capa de aire pegada al suelo es más fría que las superiores. Por ejemplo en aguas de la Antártida donde Laura jura que ha visto un barco fantasma (encima el iceberg no le deja ver el barco original).

Podréis imaginaros todas las historias que contarían los marineros antiguamente cuando se encontraban estos espejismos...

Hay un tipo particular de espejismo, el fata Morgana (llamado así en honor a la hermanastra del rey Arturo) que crea imágenes de con gran detalle. Este es más complejo puesto que hay capas de aire "mezcladas" a diferentes temperaturas y numerosas refracciones y reflexiones que crean la visión de una imagen invertida y otra no invertida sobre un objeto real, o provocan un alargamiento en el objeto que estamos observando. Son muy comunes en el estrecho de Messina (costa siciliana). En el collage que he colgado arriba aparecen dos imágenes pequeñas en la fila inferior mostrando dos ciudades que en realidad son espejismos. La primera apareció sobre el río Xinan en China en 2011 aunque se especula que podría ser un holograma.

Por último apuntar que más de uno habréis visto un espejismo inferior (como los del desierto) en verano: una imagen acuosa sobre el asfalto o sobre la chapa de un coche sobre la veces se puede observar la especie de humillo transparente del que os hablé al principio (que no es más que las capas de aire caliente subiendo).

¡Si os ha gustado espero sugerencias para futuras entradas!