¿Cómo viaja el olor a través del agua?

Respuesta de Mark Eichenlaub , Ph.D. estudiante de física:
Para un tiburón, el olor es llevado a través del agua por las corrientes. Como las corrientes varían, también lo hace el tiempo que tarda el olor en recorrer un cuarto de milla a través del agua.
El agua está hecha de moléculas que rebotan todo el tiempo. En parte, estas moléculas se mueven al azar. El movimiento aleatorio hace que las moléculas cercanas se extiendan con el tiempo. Este tipo de movimiento se llama “difusión”, y es lo que se describe
En términos generales, la distancia d que las moléculas difunden depende de la raíz cuadrada del tiempo, t = d2 / D, con D la “constante de difusión”.
Al hacer un poco de álgebra, esto es lo mismo que, d / t = D / d pero d / t es la velocidad promedio v, entonces
v = D / d
A medida que aumenta la distancia, la velocidad cae. Cuanto más larga sea la distancia que desea que recorran las moléculas, más lenta será en promedio. Una constante de difusión típica para una molécula de tamaño mediano en agua es aproximadamente 5 * 10exp -6 cm2 / s. Si queremos que el olor viaje un cuarto de milla, o un poco menos, obtenemos una velocidad de 5 * 10exp4 cm / s
v = 10exp-10 cm / s
Esta velocidad es fantásticamente lenta, y dice que tomaría diez millones de años para que la sangre se difunda a un tiburón a un cuarto de milla de distancia. La difusión es muy importante para las cosas pequeñas, como las bacterias, ya que la velocidad aumenta a medida que se reduce.
¿Por qué el movimiento aleatorio tarda tanto en esparcir partículas alrededor de una región grande? Considere dos pequeños trozos de océano uno al lado del otro. Al principio, hay un parche con mucha sangre justo al lado de un parche con muy poca sangre. A medida que las partículas se mueven al azar, muchas partículas de sangre se mueven hacia la región sin sangre sin que muchas vuelvan al otro lado. Pero después de un tiempo, la sangre se extiende de manera bastante uniforme en un área de unos pocos metros cúbicos. En este punto, si toma un pequeño parche de agua, tiene casi la misma cantidad baja de sangre que el parche al lado. Por lo tanto, el movimiento aleatorio envía algunas partículas de sangre a la izquierda, algunas a la derecha y son casi iguales, por lo que hay muy poco movimiento de la sangre en general. Cuanto más desee que se propague la sangre, más uniformemente se distribuirá y, por lo tanto, la propagación avanza más y más lentamente.
Por lo tanto, la difusión no es responsable de la propagación de olores en escamas humanas o del tamaño de un tiburón. Cuando alguien se tira un pedo al otro lado de la habitación, ¡no tiene que esperar meses o años antes de olerlo!
Las olas tampoco transmiten el olor en gran medida.
El punto es que cada punto individual solo se mueve en un pequeño círculo a medida que pasa la onda. Al igual que los fanáticos pueden hacer “la ola” en un juego deportivo sin que nadie salga de su asiento, las olas viajan a través del agua sin tomar nada del agua real (o las moléculas de olor).
En la práctica, el olor se propaga a través del agua o el aire a través de mezclas o corrientes. El agua siempre está en movimiento: las mareas, los gradientes de temperatura, el viento, la natación de peces, las fuerzas de Coriolis, etc., todos mantienen el agua en movimiento (aunque en diferentes escalas). Este movimiento del agua lleva consigo moléculas de olor. Cuanto más movimiento, más rápido viajará el olor, pero no hay una velocidad fija, y de hecho será diferente en diferentes direcciones dependiendo de la dirección de la corriente. Esta es la razón por la cual los cazadores se preocupan por estar a favor o en contra del viento, ya que el viento llevará su olor.