ÍNDICE
|
2. La dinámica hídrica oceánica 1. Olas 2. Mareas 3. Corrientes marinas 1. Corrientes superficiales 2. Corrientes profundas. 3. Corrientes de las cuencas marinas secundarias 4. El océano global 1. La cinta transportadora oceánica 2. El Niño 13. Importancia del agua 1. Importancia del agua para los seres vivos 2. Importancia del agua para el clima 3. Importancia del agua en la configuración del paisaje 4. El agua y la salud 14. Ideas fundamentales 15. Prácticas 16. Otras presentaciones 17. Repaso 18. Otros contenidos |
1. Conocimientos previos 2 3 4 5
2. OBJETIVOS
3. ESQUEMAS
4. PRESENTACIONES
La hidrosfera 2
5. CONTENIDOS ANIMADOS
6. INTRODUCCIÓN
La hidrosfera es el subsistema de la Tierra, estrechamente relacionado con los otros subsistemas (geosfera, atmósfera y biosfera), constituido por el conjunto del agua en sus tres estados físicos: líquido (aguas subterráneas, mares, océanos, lagos y ríos), sólido (casquetes polares, glaciares e icebergs) y gaseoso (vapor de agua de la atmósfera y nubes que se forman por su condensación). Esto es así debido a que la combinación de presiones y temperaturas de la Tierra está muy próxima a la del punto triple del agua. Es un sistema abierto ya que intercambia materia y energía con los otros sistemas terrestres, cambiando de estado y de localización.
El agua no se encuentra en estado puro, sino que contiene muchas sustancias en disolución y materiales en suspensión.
La hidrosfera se formó por la condensación y solidificación del vapor de agua conteniendo en la atmósfera primitiva, cubre el 71% de la superficie del planeta y constituye una cubierta dinámica, con continuos movimientos y cambios de estado. En último término, tanto la Meteorología (a corto plazo) como la Climatología (a largo plazo) tienen como tema fundamental de estudio los cambios de fase del agua. Estos cambios están movidos por la energía solar, y constituyen a su vez uno de los motivos básicos de la continua transformación de la faz de la Tierra.
8. EL AGUA
8.1. Propiedades
El agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos covalentemente a uno de oxígeno formando un ángulo de 105°. Debido a esta disposición y a la distribución desigual de los electrones en los enlaces covalentes, molécula de agua constituye un dipolo, con una zona positiva y otra negativa que se corresponde con los átomos de hidrógeno y oxígeno respectivamente.
A causa de esta polaridad las moléculas de agua tienden a unirse con las vecinas, lo que proporciona al agua una serie de propiedades únicas:
ANIMACIONES
8.2. Características de las aguas oceánicas y continentales
Los océanos como sistemas de control del dióxido de carbono. El dióxido de carbono atmosférico reacciona con el agua oceánica, formando ácido carbónico, que se disocia en los iones carbonato (CO3 2- ) y bicarbonato (CO3H− ). Las plantas marinas absorben CO2 en la fotosíntesis, permitiendo entonces al agua absorber más CO2 de la atmósfera. Al morir las plantas, sus restos caen al fondo y se descomponen, liberando de nuevo el CO2 pero al morir animales con esqueleto de carbonato cálcico, el CO2 de éste se acumula como un sedimento calcáreo, que tiene un tiempo de residencia mucho mayor.
Así el océano puede absorber parte del CO2 que el hombre industrial está lanzando a la atmósfera; pero esta retención es sólo pasajera, porque tarde o temprano los sedimentos serán subducidos o elevados y erosionados, liberando de nuevo el CO2 a la atmósfera.
Los océanos como depósitos de oxígeno. Existe en las aguas oceánicas un mínimo de contenido en oxígeno que coincide con la termoclina, entre 200 y 800 metros de profundidad. Esto se debe a que en esta zona ya no viven plantas fotosintéticas productoras de oxígeno como en las aguas someras (zona fótica), pero en ella viven muchos animales, que consumen oxígeno en su respiración; más abajo, el consumo de oxígeno disminuye mucho, al disminuir también los organismos.
En las cuencas marinas cerradas de profundidad moderada (un lago, o el fondo de un fiordo) esta situación puede resultar en anoxia (formación de aguas profundas muy pobres en oxígeno), sobre todo si cae al fondo mucha materia orgánica, cuya putrefacción consume oxígeno. A partir de un nivel mínimo de oxígeno, la materia orgánica no podrá ser oxidada, sino que se acumulará formando depósitos de hidrocarburos. Pero este proceso de almacenamiento de energía de la biosfera no es siempre beneficioso, y de hecho puede ser muy peligroso: si se produce una inversión brusca de la estratificación del agua de la cuenca, pueden subir a la superficie grandes masas de gases irrespirables o tóxicos, como CO2, SO2 o SH2.
Los océanos como fuentes y sumideros de calor. Si el agua tuviese un calor específico bajo, como la tierra, habría en los océanos grandes variaciones estacionales de temperatura, como las hay en los continentes. A su vez, esto provocaría grandes cambios de salinidad, y por lo tanto quizá hiciese inviable la mayoría de la vida oceánica. Afortunadamente para la biosfera, el agua no sólo tiene un elevado calor específico (por lo que en verano puede absorber grandes cantidades de calor sin cambiar mucho de temperatura) sino que además puede transferir calor por convección a zonas más profundas. En invierno, los océanos liberan el calor almacenado, contribuyendo tanto a suavizar el clima como a la circulación atmosférica, ya que este calor liberado ayuda a poner el aire en convección.
9. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA
En la hidrosfera distinguimos (porcentajes aproximados):
10. EL CICLO DEL AGUA
El agua fluye entre los diferentes depósitos de la hidrosfera movida por la energía solar y la fuerza de la gravedad, constituyendo un circuito cerrado denominado ciclo hidrológico o ciclo del agua, que pone en movimientos grandes masas de agua y de energía.
(En realidad, el ciclo del agua no está completamente cerrado, porque los magmas pueden aportar vapor de agua y otros gases (llamados juveniles), desde el interior de la Tierra, y porque pequeñas cantidades de vapor de agua pueden ser disociadas por la radiación ultravioleta que llega a la alta atmósfera, escapando el hidrógeno del campo gravitatorio terrestre).
La energía solar produce la evaporación del agua superficial, tanto continental como oceánica, y al evaporar el agua, se acumula una gran cantidad de energía como calor latente. Una pequeña cantidad de vapor de agua procede de la transpiración de los seres vivos, y ambos procesos se denominan evapotranspiración.
El enfriamiento ascendente produce su condensación y la formación de nubes, y por medio de la precipitación el agua es devuelta en forma líquida (lluvia) o sólida (nieve) sobre los océanos o continentes. En este último caso sigue varios caminos:
En el Ciclo del Agua se pueden distinguir dos parámetros:
Tiempo de residencia: Es el tiempo que una molécula de agua permanece en un lugar determinado. Varía en función de la zona de la hidrosfera donde se encuentra. Aproximadamente serían:
Tasa de renovación: Es la cantidad de agua que sale o entra de un determinado compartimento (lago, mar, río,...) por unidad de tiempo, dividido por el volumen del agua de este compartimiento.
Cuanto mayor es el tiempo de residencia, menor es la tasa de renovación. Ambos parámetros influyen en la concentración de sales que se encuentran en disolución en el agua procedentes de la disolución de las rocas. En el mar el tiempo de residencia es muy largo, por lo cual el agua se renueva muy lentamente, con lo que su contenido en sales es elevado. Por ello se denominan aguas saladas.
Las aguas continentales tienen un tiempo de residencia más corto, se renuevan de manera rápida y por esta razón, la mayoría de las aguas continentales tienen un contenido en sales bajo y por ello se les llama aguas dulces.
El ciclo del agua descrito es el ciclo externo, ya que aunque existen aguas subterráneas, todo el proceso sucede entre la hidrosfera, atmósfera, biosfera y la parte superior de la geosfera. Pero también existe un ciclo interno, donde se emite agua de origen magmático, a través de los volcanes o dorsales oceánicas, que se mezcla con el agua del ciclo externo y vuelve al interior de la Tierra en las zonas de subducción.
11. BALANCE HÍDRICO
El balance hídrico se define como la cuantificación de las entradas y salidas de agua en el sistema en un tiempo determinado.
11.1. General
Un análisis del balance hidrológico terrestre ha de basarse en una cuantificación del mismo, y hay de tener en cuenta las entradas del recurso y las salidas del mismo, como se ha dicho.. Para comprobar que existe un equilibrio, estas han de ser igual a cero.
Por tanto, el balance numérico del movimiento del agua en la hidrosfera es realmente un ciclo y está equilibrado, ya que:
La cantidad de agua que entra en ciclo anualmente es una ínfima parte del volumen total de agua.
11.2. Local o regional
Para conocer las disponibilidades de agua de una cuenca hidrográfica, acuífero, país,..., es preciso conocer el balance hídrico del sistema en cuestión.
El período de tiempo normalmente considerado es el "año hidrológico", que comprende los doce meses siguientes a la época en que las precipitaciones y el almacenamiento son mínimos; en España comprende del 1 de septiembre al 30 de agosto del año siguiente.
Ordinariamente se cumple que las entradas de agua en la cuenca son iguales a las salidas. Las entradas se deben a las precipitaciones (P), mientras que las salidas se producen por evapotranspiración (ET) y por escorrentía total (ES), tanto superficial como subterránea.
En su forma más simple se expresa mediante la ecuación
Los resultados de los balances se suelen expresar en términos relativos, como porcentajes de la precipitación. Así, el balance hídrico en España es:
A las entradas de agua hay que sumar o restar el volumen de agua almacenada (V) en el sistema, por lo que la ecuación quedaría:
Para un período largo de tiempo el volumen de agua almacenada se puede despreciar, pues es constante. El
valor medio de la diferencia entre P y ET constituye los recursos hídricos renovables.
El balance hídrico se puede representar gráficamente mediante un diagrama hídrico, en el que se compara la evapotranspiración potencial y real con la precipitación, en un tiempo determinado, generalmente mensual. Los diagramas hídricos nos permiten conocer el exceso o déficit probable de agua disponible en el suelo y así poder planificar el riego, el tipo de cultivos, etc. Además es importante para evaluar los recursos hídricos disponibles.
11.3. Influencia humana en el ciclo hidrológico
El agua disponible destinada a cubrir las necesidades del ser humano se localiza principalmente en los continentes en estado líquido. Para disponer de mayores cantidades de agua dulce y con ello lograr mayor eficiencia y mejor aprovechamiento del ciclo hidrológico, el ser humano intenta llevar a cabo una serie de modificaciones en el ciclo que han de basarse en la disminución de la evaporación, en el aumento de la condensación (y, por tanto, de las precipitaciones) y en la disminución de la escorrentía.
Estas modificaciones en ningún momento deberían interrumpir el funcionamiento natural del ciclo, y con ellas se pretende afrontar los desequilibrios en la distribución temporal y espacial de este recurso. Con una regulación de la cantidad de agua de escorrentía mediante su acumulación en presas y embalses, se pueden afrontar épocas de escasez (desequilibrio temporal); con una adecuación del consumo de los recursos hídricos disponibles, como el empleo adecuado de sistemas de riego, se pueden solucionar los desequilibrios en la distribución espacial.
12. DINÁMICA HÍDRICA
La dinámica hídrica estudia los distintos recorridos o circuitos que sigue el agua al circular en la hidrosfera, así como los cambios que experimenta en su recorrido y la forma como repercute el movimiento del agua en el terreno.
12.1. Dinámica hídrica continental
12.1.1. AGUAS SUPERFICIALES
A) Los ríos
Los sistemas fluviales nacen en puntos donde el agua subterránea se ve impulsada a la superficie por las condiciones topográficas o geológicas del terreno, o bien donde un glaciar se funde. Existen manantiales de varios tipos:
Desde que comienza a fluir, el agua del río disuelve los materiales de su cauce, de forma que, desde el punto de vista químico, un río se convierte en una solución muy diluida de los minerales solubles más comunes en las rocas (carbonatos, cloruros y sulfatos de calcio, magnesio y sodio, y algunos muy poco solubles, como los silicatos).
Los variaciones del caudal pueden ser estacionales y graduales, o bien bruscos (crecidas). Normalmente, las
crecidas se dan en ríos de clima árido cuya cabecera sufre precipitaciones intensas y muy concentradas en el tiempo, y
también en los torrentes de montaña, cuyos estrechos canales no pueden contener mucha agua. Sin embargo, también
pueden experimentar crecidas ríos que no se ajustan a estas descripciones; lo que sucede en estos casos es que el
terreno está saturado de agua y la lluvia adicional no puede infiltrarse y se transforma instantáneamente en escorrentía.
B) Lagos
El 20 % de la superficie continental no envía sus aguas a los océanos, sino a depresiones internas que, incluso en el caso de regiones muy áridas, como el desierto del Sáhara, están ocupadas por lagos. Pero la mayoría de los lagos no está en ninguna de estas zonas de drenaje endorreico, sino en depresiones locales. Esto sucede en distintas situaciones que dan origen a los distintos tipos de lagos:
Los lagos tienen una dinámica anual que se rige por las variaciones de temperatura producidas durante las estaciones del año y que ocasionan cambios en la densidad del agua. Así, en verano se calientan las aguas superficiales y se diferencian dos capas de temperatura y densidad diferentes:
C) Humedales
Son extensiones de terreno saturadas de agua (encharcadas), o cubiertas por una capa de agua poco profunda.
A diferencia de los lagos, tienen poca profundidad, lo que permite el establecimiento de la vegetación en el fondo y no se forma termoclina.
Según el origen se distinguen distintos tipos de humedales:
D) Glaciares
Las zonas peripolares y de alta montaña de la Tierra están actualmente cubiertas de hielo: un total del 10 % de la superficie terrestre. El océano Artico y la periferia de la Antártida están cubiertos por la banquisa, una capa de agua marina helada de pocos metros de espesor; pero las grandes masas de hielo provienen de la compactación (durante unos 30 años) de la nieve (densidad, 0,1 - 0,2 g/cm3 ), sobre todo por expulsión de aire, hasta que ésta llega a densidades de 0,90 (hielo blanco) o 0,92 (hielo azul). Las temperaturas del hielo glaciar oscilan entre -28 y -2 ºC, y es esta proximidad a su punto de fusión lo que permite su flujo plástico. El hielo se mueve a causa de la compresión y la fuerza de la gravedad.
Las mayores acumulaciones de hielo se llaman casquetes glaciares o indlandsis. Se hallan en la Antártida (84 % del hielo de todo el planeta), Groenlandia y (en masas menores) en Islandia y norte de Canadá. Se trata de acumulaciones de hasta 4.000 metros de espesor que emiten lenguas hacia la periferia. Todas las otras formas de acumulación de hielo se pueden considerar formas residuales de antiguos casquetes: son los glaciares de valle.
La enorme cantidad de hielo acumulada en el centro de los casquetes presiona hacia la periferia, buscando una pendiente estable: el hielo fluye, y su pequeña viscosidad (es decir, su poca resistencia al flujo) le permite hacerlo sobre pendientes muy pequeñas, y con espesores de sólo unos 100 metros. Las velocidades de los glaciares de valle son del orden de varios centímetros al día, mayores en la parte central de la lengua, que no está frenada por el rozamiento con las paredes.
Hay diferentes tipos de glaciares:
D.1) Alpinos, de montaña o de circo
Se forman en zonas montañosas.
Tienen una depresión central, el circo glaciar , una elevación o umbral, y una zona por la que el hielo se desborda y desplaza, la lengua glaciar .
Cuando el hielo de la lengua glaciar se funde, quedan los depósitos de la carga que transportaba el glaciar, las morrenas . Dependiendo de donde se sitúe la morrena se distinguen: morrena de fondo, lateral, central y frontal.
Cuando se retira el hielo el valle que deja el glaciar tiene un típico perfil en U y normalmente sobre él se situará un valle fluvial. Además, aparecen lagunas o lagos en el circo glaciar.
Cuando confluyen varios circos, la erosión del hielo de sus lenguas, dejan picos montañosos en forma piramidal llamados horn.
La hidrosfera es el subsistema de la Tierra, estrechamente relacionado con los otros subsistemas (geosfera, atmósfera y biosfera), constituido por el conjunto del agua en sus tres estados físicos: líquido (aguas subterráneas, mares, océanos, lagos y ríos), sólido (casquetes polares, glaciares e icebergs) y gaseoso (vapor de agua de la atmósfera y nubes que se forman por su condensación). Esto es así debido a que la combinación de presiones y temperaturas de la Tierra está muy próxima a la del punto triple del agua. Es un sistema abierto ya que intercambia materia y energía con los otros sistemas terrestres, cambiando de estado y de localización.
El agua no se encuentra en estado puro, sino que contiene muchas sustancias en disolución y materiales en suspensión.
La hidrosfera se formó por la condensación y solidificación del vapor de agua conteniendo en la atmósfera primitiva, cubre el 71% de la superficie del planeta y constituye una cubierta dinámica, con continuos movimientos y cambios de estado. En último término, tanto la Meteorología (a corto plazo) como la Climatología (a largo plazo) tienen como tema fundamental de estudio los cambios de fase del agua. Estos cambios están movidos por la energía solar, y constituyen a su vez uno de los motivos básicos de la continua transformación de la faz de la Tierra.
Se sabe que el planeta Tierra se formó hace 4.500 millones de años. En su origen, la temperatura de la Tierra era muy alta y con numerosos impactos de meteoritos y otros cuerpos celestes, también se producían en su superficie muchas explosiones y erupciones volcánicas que expulsaron a la atmósfera, entre otras cosas, vapor de agua.
Cuando la Tierra primitiva se fue enfriando, esto permitió que el vapor de agua presente en la atmósfera primitiva se condensara y se produjeran las primeras lluvias que se extendieron durante millones y millones de años , lo que dio lugar a la formación de los océanos. Todo esto se supone que ocurrió hace aproximadamente 4.000 millones de años.
7. ESTADOS FÍSICOS DEL AGUA
Puede encontrarse en tres estados:
• Agua líquida . La hidrosfera terrestre aparece en forma líquida superficial en los mares y océanos. Se trata de las aguas marinas.
En la atmósfera es líquida en forma de nubes, pero casi siempre las nubes están formadas por cristles muy pequeños de hielo.
En los continentes también hay agua líquida, son las aguas continentales . Pueden ser superficiales , como los ríos, arroyos, lagos, lagunas, embalses, etc., o profundas , las aguas subterráneas que discurren bajo la superficie terrestre.
El líquida de la Tierra puede ser dulce, cuando su contenido en sales es bajo; salobre , si tiene un contenido intermedio; o salada , cuando la concentración de sales es más elevada. Solo un 3 % de la hidrosfera es agua dulce.
El agua dulce forma la mayor parte de las aguas continentales superficiales y subterráneas.
El agua salada constituye las masas de mares y océanos que ocupan las tres cuartas partes de la Tierra , aunque también hay lagos salados, como por ejemplo, el Mar Muerto.
En cuanto al agua salobre , aparece en ciertos lagos y en la zona de desembocadura de los ríos al mar, donde se mezclan aguas saladas y dulces. |
• Agua sólida . A temperaturas por debajo de 0 ºC , el agua líquida pasa al estado sólido y forma la nieve y el hielo , que es nieve compactada. Entonces, la hidrosfera da lugar a los casquetes polares , a los glaciares y a la nieve que se acumula estacionalmente en montañas y zonas frías.
• Agua gaseosa . Procedente en su mayor parte de la evaporación de mares, ríos y lagos, el agua se transforma en gas y se incorpora a la atmósfera . Allí puedecondensarse y dar lugar a las nubes .
ANIMACIONES |
7.1. Origen del agua en la Tierra
Se sabe que el planeta Tierra se formó hace 4.500 millones de años. La teoría más aceptada acerca del origen de la Tierra es la de los planetesimales. En su origen, la temperatura de la Tierra era muy alta y con numerosos impactos de meteoritos y otros cuerpos celestes, también se producían en su superficie muchas explosiones y erupciones volcánicas que expulsaron a la atmósfera, entre otras cosas, Vapor de Agua, vamos el mejor sitio para vivir ¿no?.
Posteriormente la Tierra primitiva se fue enfriando, esto permitió que el vapor de agua presente en la atmósfera primitiva se condensara y se produjeran las primeras lluvias, lo que dio lugar a la formación de los océanos. Todo esto se supone que ocurrió hace aproximadamente 4.000 millones de años. Ahora se sabe que la Tierra es el único planeta que presenta agua en estado líquido.
Pero no es el único planeta del Sistema Solar en el que se ha detectado presencia de agua. En la siguiente tabla resumimos los datos de los que disponemos en la actualidad sobre la presencia de agua en otros planetas y el por qué de su existencia:
Se sabe que el planeta Tierra se formó hace 4.500 millones de años. La teoría más aceptada acerca del origen de la Tierra es la de los planetesimales. En su origen, la temperatura de la Tierra era muy alta y con numerosos impactos de meteoritos y otros cuerpos celestes, también se producían en su superficie muchas explosiones y erupciones volcánicas que expulsaron a la atmósfera, entre otras cosas, Vapor de Agua, vamos el mejor sitio para vivir ¿no?.
Posteriormente la Tierra primitiva se fue enfriando, esto permitió que el vapor de agua presente en la atmósfera primitiva se condensara y se produjeran las primeras lluvias, lo que dio lugar a la formación de los océanos. Todo esto se supone que ocurrió hace aproximadamente 4.000 millones de años. Ahora se sabe que la Tierra es el único planeta que presenta agua en estado líquido.
Pero no es el único planeta del Sistema Solar en el que se ha detectado presencia de agua. En la siguiente tabla resumimos los datos de los que disponemos en la actualidad sobre la presencia de agua en otros planetas y el por qué de su existencia:
Planeta
|
Distancia al Sol
|
Temperatura en la superficie
|
Estado físico del agua
| |
Venus
|
110 millones de Km.
|
500 ºC de media
|
Vapor de agua
| |
Tierra
|
150 millones de Km.
|
18 ºC de media
|
En los tres estados
| |
Marte
|
230 millones de Km.
|
- 50 ºC de media
|
Hielo
|
8. EL AGUA
8.1. Propiedades
El agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos covalentemente a uno de oxígeno formando un ángulo de 105°. Debido a esta disposición y a la distribución desigual de los electrones en los enlaces covalentes, molécula de agua constituye un dipolo, con una zona positiva y otra negativa que se corresponde con los átomos de hidrógeno y oxígeno respectivamente.
A causa de esta polaridad las moléculas de agua tienden a unirse con las vecinas, lo que proporciona al agua una serie de propiedades únicas:
- El agua existe en forma líquida en una banda de temperaturas muy ancha. Esto determina que se pueda mantener líquida en la mayor parte de las regiones climáticas de la Tierra
   Densidad anómala del agua. Los cuerpos se dilatan (aumentan de volumen) con el calor y se contraen con el frío. Como la densidad es la relación entre la masa y el volumen, esta disminuye con el calor y aumenta con el frío. En el caso del agua, las cosas vuelven a ser distintas: la densidad disminuye conforme asciende la temperatura y aumenta cuando esta disminuye, pero solo hasta los 4º C. Aquí alcanza su densidad máxima, 1 g/cm3. Por debajo de este punto, la densidad disminuye de nuevo. ¿Por qué? Porque en el hielo los enlaces de hidrógeno se estabilizan y hacen que el volumen sea mayor y, con ello, que la densidad sea menor.
Esta propiedad permite que, cuando la temperatura es muy baja, la parte congelada de un estanque esté arriba, flotando; mientras que debajo el agua sigue líquida y permite que se mantenga la vida.
• Alta tensión superficial. La fuerza de unión entre las moléculas de agua también es responsable de la formación de una especie de «película» superficial de agua. Por eso, las gotas de agua son redondeadas y ciertos animales pueden andar sobre la superficie de un estanque.
• Baja compresibilidad del agua . Al aplicar una fuerza, incluso aunque sea muy grande, el volumen del agua líquida apenas cambia. Por eso, muchos organismos, por ejemplo las medusas, emplean el agua como esqueleto hidrostático.
• Alto calor específico . El agua necesita una gran cantidad de calor para aumentar su temperatura en 1° C. Debido a ello, es un buen aislante térmico (tarda mucho en calentarse o en enfriarse).. Hace falta mucho calor para evaporar el agua líquida y se desprende mucho calor al condensarse el vapor de agua. Esto es fundamental en la distribución del calor por todo el mundo y contribuye también en su capacidad refrigerante.
• Baja compresibilidad del agua . Al aplicar una fuerza, incluso aunque sea muy grande, el volumen del agua líquida apenas cambia. Por eso, muchos organismos, por ejemplo las medusas, emplean el agua como esqueleto hidrostático.
• Buen disolvente . Prácticamente todas las sustancias, excepto el aceite y otros compuestos no polares, se disuelven en agua. Por ello, es el mejor medio para transportar sustancias en los seres vivos. Por ejemplo, la sangre, que tiene un elevado contenido en agua o la disolución de sales minerales que absorben las raíces de una planta.
 
Todas estas propiedades hacen que el agua haya jugado un papel fundamental en la aparición y el mantenimiento de la vida sobre la Tierra.
La propiedad física clave del agua es su densidad. Mientras que la densidad máxima del agua dulce es de 1 g/cm3 , la del agua de mar puede llegar a 1,03, según su contenido en sales y su temperatura. El agua alcanza su máxima densidad a los 3,98 ºC, mientras que el hielo es bastante más ligero. Las consecuencias geológicas de este hecho son diversas como, por ejemplo, que las banquisas flotantes sirven de aislantes contra mayores enfriamientos de los océanos polares. Si no flotaran los océanos polares podrían helarse totalmente. Probablemente las glaciaciones serían mucho más estables (quizá permanentes) en la Tierra. |
ANIMACIONES
- Salinidad
- La salinidad media de mares y océanos es de 35 gr/l (3,5%), las sales principales son el Cl− y el Na+ , y en menor proporción SO4 2− , Mg2+ y otros iones, mientras que la salinidad de las aguas continentales varía muchísimo dependiendo de las rocas por donde discurra el agua (si son rocas muy solubles el agua se carga de sales superando la salinidad del mar), también puede variar su composición química dependiendo de la naturaleza de los terrenos que atraviesan, aunque en general, en las aguas continentales predominan los aniones CO3 2− , HCO3 − , SO4 2− , Cl− y los cationes Na+ , K+ , Ca2+ y Mg2+.
- El carácter salino del agua oceánica se debe a dos causas: la disolución, por los ríos, de sales en los continentes, y los aportes de sales desde las dorsales oceánicas. Influencia de la temperatura en la densidad del agua y del hielo C.T.M. Curso 2013/2014 Sistemas fluidos terrestres externos 4: La hidrosfera Texto Página 3 de 16
- La salinidad puede variar dependiendo de varios factores: la evaporación y la formación de hielo incrementan la salinidad, mientras que las precipitaciones y el aporte de agua dulce, procedente de ríos o de la fusión de glaciares, la hacen disminuir.
- Las zonas de menor salinidad corresponden a las latitudes intertropicales y templadas, donde las precipitaciones son más abundantes, mientras que las de mayor salinidad son las zonas de los cinturones subtropicales de altas presiones, donde la evaporación es más intensa y las precipitaciones son menos abundantes.
- Acidez
- El pH de las aguas continentales y oceánicas es, generalmente, algo ácido (aproximadamente, 6). Este valor es más variable en las aguas continentales por la variedad de materiales que atraviesan, tanto superficial como en profundidad antes de aflorar a superficie.
- Temperatura
- La temperatura de los océanos y los lagos varía tanto en horizontal como en la vertical. Las variaciones horizontales son latitudinales y son equivalentes a las que se dan sobre los continentes.
- En la vertical, los océanos tienen dos zonas térmicas: una somera, de 200 a 500m, templada o epilimnion, (12 a 30 ºC) y otra fría profunda o hipolimnion (entre -1 y 5 ºC). La zona de transición se llama termoclina (mesolimnion).
- Iluminación
- Igual que en los ambientes terrestres, la iluminación de las aguas varía con la latitud, siendo máxima en las zonas intertropicales y mínima en los polos. La profundidad a la que penetra la luz depende también de la materia en suspensión que tenga el agua y del crecimiento del fitoplancton.
- Las zonas iluminadas o fóticas permiten la existencia de organismos fotosintetizadotes y contiene alimento para otros organismos consumidores. En las zonas afóticas sólo existen organismos heterótrofos y quimiosintéticos.
- Gases en disolución
- El CO2 es el gas más soluble y, por lo tanto, el más abundante en el agua, seguido por el O2 y el N2.
- El oxígeno disuelto en el agua procede de la atmósfera y de la actividad fotosintética y disminuye principalmente por el aumento de la temperatura y por el consumo de los organismos, que lo utilizan para respirar. Las aguas más agitadas, frías y con abundantes organismos fotosintéticos serán las que tengan más oxígeno.
Los océanos como sistemas de control del dióxido de carbono. El dióxido de carbono atmosférico reacciona con el agua oceánica, formando ácido carbónico, que se disocia en los iones carbonato (CO3 2- ) y bicarbonato (CO3H− ). Las plantas marinas absorben CO2 en la fotosíntesis, permitiendo entonces al agua absorber más CO2 de la atmósfera. Al morir las plantas, sus restos caen al fondo y se descomponen, liberando de nuevo el CO2 pero al morir animales con esqueleto de carbonato cálcico, el CO2 de éste se acumula como un sedimento calcáreo, que tiene un tiempo de residencia mucho mayor.
Así el océano puede absorber parte del CO2 que el hombre industrial está lanzando a la atmósfera; pero esta retención es sólo pasajera, porque tarde o temprano los sedimentos serán subducidos o elevados y erosionados, liberando de nuevo el CO2 a la atmósfera.
Los océanos como depósitos de oxígeno. Existe en las aguas oceánicas un mínimo de contenido en oxígeno que coincide con la termoclina, entre 200 y 800 metros de profundidad. Esto se debe a que en esta zona ya no viven plantas fotosintéticas productoras de oxígeno como en las aguas someras (zona fótica), pero en ella viven muchos animales, que consumen oxígeno en su respiración; más abajo, el consumo de oxígeno disminuye mucho, al disminuir también los organismos.
En las cuencas marinas cerradas de profundidad moderada (un lago, o el fondo de un fiordo) esta situación puede resultar en anoxia (formación de aguas profundas muy pobres en oxígeno), sobre todo si cae al fondo mucha materia orgánica, cuya putrefacción consume oxígeno. A partir de un nivel mínimo de oxígeno, la materia orgánica no podrá ser oxidada, sino que se acumulará formando depósitos de hidrocarburos. Pero este proceso de almacenamiento de energía de la biosfera no es siempre beneficioso, y de hecho puede ser muy peligroso: si se produce una inversión brusca de la estratificación del agua de la cuenca, pueden subir a la superficie grandes masas de gases irrespirables o tóxicos, como CO2, SO2 o SH2.
Los océanos como fuentes y sumideros de calor. Si el agua tuviese un calor específico bajo, como la tierra, habría en los océanos grandes variaciones estacionales de temperatura, como las hay en los continentes. A su vez, esto provocaría grandes cambios de salinidad, y por lo tanto quizá hiciese inviable la mayoría de la vida oceánica. Afortunadamente para la biosfera, el agua no sólo tiene un elevado calor específico (por lo que en verano puede absorber grandes cantidades de calor sin cambiar mucho de temperatura) sino que además puede transferir calor por convección a zonas más profundas. En invierno, los océanos liberan el calor almacenado, contribuyendo tanto a suavizar el clima como a la circulación atmosférica, ya que este calor liberado ayuda a poner el aire en convección.
9. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA
En la hidrosfera distinguimos (porcentajes aproximados):
- Las aguas oceánicas: constituyen el 97% de la hidrosfera, son las aguas de los océanos y los mares. Su profundidad media es de 4000 m.
- Las aguas continentales: Representan el 3% de la hidrosfera. Son las aguas que se localizan en los continentes. En este 3%, se distribuyen a su vez en:
- Casquetes polares y glaciares: donde el agua se encuentra en estado sólido. Representa el 79%.
- Aguas subterráneas: circulan por el subsuelo y se acumulan en los acuíferos. Representan el 20%.
- Aguas superficiales: constituidas por aguas de escorrentía, ríos, lagos,... Representan el 1%
 |
Localización
|
Volumen (km3)
|
%
|
| Océanos |
1 313 600 000
| 97.2 | |
| Casquetes polares y glaciares |
29 000 000
|
2.15
| |
| Aguas subterráneas: | |||
| Humedad del suelo |
65 000
|
0.005
| |
| Agua a 0.5 km de profundidad |
3 660 000
|
0.31
| |
| Agua profundas (mayor de 0.5 km) |
3 360 000
|
0.31
| |
| Aguas superficiales: | |||
| Lagos de agua dulce |
125 000
|
0.009
| |
| Lagos salados. mares interiores |
104 000
|
0.008
| |
| Ríos y torrentes |
1 250
|
0.0001
| |
| Atmósfera |
15 000
|
0.001
| |
| Seres vivos |
600
|
0.00005
| |
| Total |
1 350 230 250
| ||
ANIMACIONES
10. EL CICLO DEL AGUA
El agua fluye entre los diferentes depósitos de la hidrosfera movida por la energía solar y la fuerza de la gravedad, constituyendo un circuito cerrado denominado ciclo hidrológico o ciclo del agua, que pone en movimientos grandes masas de agua y de energía.
(En realidad, el ciclo del agua no está completamente cerrado, porque los magmas pueden aportar vapor de agua y otros gases (llamados juveniles), desde el interior de la Tierra, y porque pequeñas cantidades de vapor de agua pueden ser disociadas por la radiación ultravioleta que llega a la alta atmósfera, escapando el hidrógeno del campo gravitatorio terrestre).
La energía solar produce la evaporación del agua superficial, tanto continental como oceánica, y al evaporar el agua, se acumula una gran cantidad de energía como calor latente. Una pequeña cantidad de vapor de agua procede de la transpiración de los seres vivos, y ambos procesos se denominan evapotranspiración.
El enfriamiento ascendente produce su condensación y la formación de nubes, y por medio de la precipitación el agua es devuelta en forma líquida (lluvia) o sólida (nieve) sobre los océanos o continentes. En este último caso sigue varios caminos:
- En suelos saturados de agua, el agua discurre sobre la superficie terrestre (escorrentía superficial) en forma de corrientes de agua líquida (aguas salvajes, torrentes y ríos.
- En suelos poco saturados y permeables. Se infiltra en el terreno (escorrentía subterránea), pasando a constituir las aguas subterráneas, que pueden formar acuíferos cuando alcanzan capas impermeables y que acaban por desembocar en el mar.
- Otra parte queda retenida transitoriamente de diferentes formas: lagos naturales, pantanos artificiales, glaciares, incorporada en la biosfera y en aguas subterráneas muy profundas (agua fósil)
En el Ciclo del Agua se pueden distinguir dos parámetros:
Tiempo de residencia: Es el tiempo que una molécula de agua permanece en un lugar determinado. Varía en función de la zona de la hidrosfera donde se encuentra. Aproximadamente serían:
- Atmósfera: 9-10 días.
- Ríos: 12-20 días.
- Lagos: 1-100 años.
- Acuíferos subterráneos someros: 200 años.
- Océanos: 36.000 años.
Tasa de renovación: Es la cantidad de agua que sale o entra de un determinado compartimento (lago, mar, río,...) por unidad de tiempo, dividido por el volumen del agua de este compartimiento.
Cuanto mayor es el tiempo de residencia, menor es la tasa de renovación. Ambos parámetros influyen en la concentración de sales que se encuentran en disolución en el agua procedentes de la disolución de las rocas. En el mar el tiempo de residencia es muy largo, por lo cual el agua se renueva muy lentamente, con lo que su contenido en sales es elevado. Por ello se denominan aguas saladas.
Las aguas continentales tienen un tiempo de residencia más corto, se renuevan de manera rápida y por esta razón, la mayoría de las aguas continentales tienen un contenido en sales bajo y por ello se les llama aguas dulces.
El ciclo del agua descrito es el ciclo externo, ya que aunque existen aguas subterráneas, todo el proceso sucede entre la hidrosfera, atmósfera, biosfera y la parte superior de la geosfera. Pero también existe un ciclo interno, donde se emite agua de origen magmático, a través de los volcanes o dorsales oceánicas, que se mezcla con el agua del ciclo externo y vuelve al interior de la Tierra en las zonas de subducción.
El agua de la Tierra se encuentra en constante intercambio entre los diferentes almacenes, de manera que en el tiempo se establece un proceso dinámico que denominamos ciclo del agua . En este intervienen:
• Evaporación . Es el paso del agua líquida al estado gaseoso. La energía que funciona como motor en el ciclo del agua procede del Sol. Se evaporan unos 33.000 km3 desde los mares y océanos y alrededor de 65.000 km3 desde los ríos y lagos.
• Evapotranspiración . Es la evaporación de agua a través de los seres vivos, especialmente de las plantas.
• Condensación . Al ascender en la atmósfera el vapor de agua se enfria yse condesa volviendo al estado líquido. Se originan así las nubes.
• Precipitación . Cuando el tamaño de las gotas de agua de una nube es demasiado grande como para permanecer en suspensión (alrededor de 1 mm de diámetro), se produce lalluvia. Y si la temperatura disminuye, se origina la nieve o el granizo.
• Escorrentía superficial. Es el movimiento superficial del agua sobre la tierra. Da lugar a ríos, lagos, arroyos y torrentes.
| |
• Infiltración. Es el paso lento de agua a través de los materiales porosos. Se originan así la escorrentía subterránea.  | |
11. BALANCE HÍDRICO
El balance hídrico se define como la cuantificación de las entradas y salidas de agua en el sistema en un tiempo determinado.
11.1. General
Un análisis del balance hidrológico terrestre ha de basarse en una cuantificación del mismo, y hay de tener en cuenta las entradas del recurso y las salidas del mismo, como se ha dicho.. Para comprobar que existe un equilibrio, estas han de ser igual a cero.
- Las entradas del ciclo hidrológico son:
- Las precipitaciones.
- Las salidas del ciclo hidrológico son:
- Evaporación.
- Evapotranspiración.
- Escorrentía, tanto superficial como subterránea.
Por tanto, el balance numérico del movimiento del agua en la hidrosfera es realmente un ciclo y está equilibrado, ya que:
evaporación = precipitación + escorrentía.
La cantidad de agua que entra en ciclo anualmente es una ínfima parte del volumen total de agua.
11.2. Local o regional
Para conocer las disponibilidades de agua de una cuenca hidrográfica, acuífero, país,..., es preciso conocer el balance hídrico del sistema en cuestión.
El período de tiempo normalmente considerado es el "año hidrológico", que comprende los doce meses siguientes a la época en que las precipitaciones y el almacenamiento son mínimos; en España comprende del 1 de septiembre al 30 de agosto del año siguiente.
Ordinariamente se cumple que las entradas de agua en la cuenca son iguales a las salidas. Las entradas se deben a las precipitaciones (P), mientras que las salidas se producen por evapotranspiración (ET) y por escorrentía total (ES), tanto superficial como subterránea.
En su forma más simple se expresa mediante la ecuación
P = ET + ES
Los resultados de los balances se suelen expresar en términos relativos, como porcentajes de la precipitación. Así, el balance hídrico en España es:
P (100%) = ET (66%) + ES (34%)
A las entradas de agua hay que sumar o restar el volumen de agua almacenada (V) en el sistema, por lo que la ecuación quedaría:
P = ET + ES ∓ V
El balance hídrico se puede representar gráficamente mediante un diagrama hídrico, en el que se compara la evapotranspiración potencial y real con la precipitación, en un tiempo determinado, generalmente mensual. Los diagramas hídricos nos permiten conocer el exceso o déficit probable de agua disponible en el suelo y así poder planificar el riego, el tipo de cultivos, etc. Además es importante para evaluar los recursos hídricos disponibles.
11.3. Influencia humana en el ciclo hidrológico
El agua disponible destinada a cubrir las necesidades del ser humano se localiza principalmente en los continentes en estado líquido. Para disponer de mayores cantidades de agua dulce y con ello lograr mayor eficiencia y mejor aprovechamiento del ciclo hidrológico, el ser humano intenta llevar a cabo una serie de modificaciones en el ciclo que han de basarse en la disminución de la evaporación, en el aumento de la condensación (y, por tanto, de las precipitaciones) y en la disminución de la escorrentía.
Estas modificaciones en ningún momento deberían interrumpir el funcionamiento natural del ciclo, y con ellas se pretende afrontar los desequilibrios en la distribución temporal y espacial de este recurso. Con una regulación de la cantidad de agua de escorrentía mediante su acumulación en presas y embalses, se pueden afrontar épocas de escasez (desequilibrio temporal); con una adecuación del consumo de los recursos hídricos disponibles, como el empleo adecuado de sistemas de riego, se pueden solucionar los desequilibrios en la distribución espacial.
12. DINÁMICA HÍDRICA
La dinámica hídrica estudia los distintos recorridos o circuitos que sigue el agua al circular en la hidrosfera, así como los cambios que experimenta en su recorrido y la forma como repercute el movimiento del agua en el terreno.
12.1. Dinámica hídrica continental
12.1.1. AGUAS SUPERFICIALES
A) Los ríos
Los sistemas fluviales nacen en puntos donde el agua subterránea se ve impulsada a la superficie por las condiciones topográficas o geológicas del terreno, o bien donde un glaciar se funde. Existen manantiales de varios tipos:
- Una cascada si la topografía es muy abrupta (p.ej., el rio Mundo, afluente del Segura, en la provincia de Albacete).
- Una zona pantanosa si es plana (p.ej., los pantano de Valdai, en el Noroeste de Rusia, donde nace el Volga).
- Un lago si es una zona deprimida (p.ej., el lago Itasca, donde nace el Mississippi). Los lagos pueden ser:
- El nacimiento auténtico de un río si tienen manantiales en su fondo. +
- an sólo una zona de acumulación de agua cerca de la cabecera, como el lago Victoria.
- Un glaciar, como es el caso del Ródano.
Desde que comienza a fluir, el agua del río disuelve los materiales de su cauce, de forma que, desde el punto de vista químico, un río se convierte en una solución muy diluida de los minerales solubles más comunes en las rocas (carbonatos, cloruros y sulfatos de calcio, magnesio y sodio, y algunos muy poco solubles, como los silicatos).
Albuferas. Son lagunas o ensenadas de agua de mar que han quedado cerradas por una flecha de arena. Se forman en playas bajas.
Deltas. Se forman en las desembocaduras de ríos que mueren en mares tranquilos, cuyas corrientes no pueden retirar los sedimentos que se van acumulando en la desembocadura y forman estructuras triangulares o de letra griega delta (A), de ahí su nombre.
Estuarios. Son las desembocaduras de ríos en mares enérgicos, los cuales tienen suficiente fuerza como para arrastrar los sedimentos aportados por los ríos que desembocan en ellos. Por eso los estuarios son desembocaduras anchas y profundas.
Marismas. Son zonas costeras que se pueden inundar durante la pleamar. Representan lu gares ricos en nutrientes y de gran importancia ecológica. Son un ejemplo las marismas del Guadalquivir, en el Parque Nacional de Doñana.
ANIMACIONES
 | |
El 20 % de la superficie continental no envía sus aguas a los océanos, sino a depresiones internas que, incluso en el caso de regiones muy áridas, como el desierto del Sáhara, están ocupadas por lagos. Pero la mayoría de los lagos no está en ninguna de estas zonas de drenaje endorreico, sino en depresiones locales. Esto sucede en distintas situaciones que dan origen a los distintos tipos de lagos:
- Lagos tectónicos. Los lagos tectónicos se alojan en las depresiones que se forman con los movimientos estructurales del relieve: plegamientos, fallas, graben, cuencas monoclinales, etc. Estas depresiones se interponen en el curso de un río y embalsan sus aguas hasta que encuentran un punto por el que se desbordan formando un río emisario. Este mecanismo actúa en todos los tipos de lagos excepto en los endorreicos.
- Lagos glaciares. Estos son los más abundantes en el mundo. Su origen se debe a la sobreexcavación de la roca que produce el hielo dentro de los grandes glaciares. Cuando este hielo desaparece la hondonada es ocupada por un lago.
- Lagos cársticos. Son lagos que se alojan en una depresión cárstica: dolina, uvala, poljé, que se ha producido por la disolución o hundimiento de las calizas. En la mayoría de estos lagos tanto la alimentación de los ríos afluentes, como el río emisario, se hace gracias a ríos subterráneos.
- Lagos de cráter. Los lagos de cráter son los que se alojan en el interior de un cono volcánico, o de una caldera volcánica. Tienen una forma llamativamente circular, y no son muy extensos. La alimentación es muy poca, hay que se limita a las aguas que caen directamente en el interior del cráter, y posiblemente a el agua exudada por las rocas volcánicas. No tienen río emisario, y se evaporan poco antes de una erupción.
- Lagos endorreicos. Estos son lagos que se instalan sobre depresiones de la superficie terrestre que no tienen salida, por lo que forman una pequeña cuenca hidrográfica.
- Lagos de barrera. Originados por un depósito de materiales que cierra una zona impidiendo la salida de agua. Se clasifican en distintos tipos según el origen de la barrera (morrenas, coladas de lava, barras de arena,…)
Los lagos tienen una dinámica anual que se rige por las variaciones de temperatura producidas durante las estaciones del año y que ocasionan cambios en la densidad del agua. Así, en verano se calientan las aguas superficiales y se diferencian dos capas de temperatura y densidad diferentes:
- La capa superficial de aguas cálidas, iluminadas y poco densas donde se concentra la vida.
- Las aguas profundas más frías y densas.
- En la zona límite entre las dos capas de cambio de temperatura existe una capa intermedia de agua llamada termoclina.
C) Humedales
Son extensiones de terreno saturadas de agua (encharcadas), o cubiertas por una capa de agua poco profunda.
A diferencia de los lagos, tienen poca profundidad, lo que permite el establecimiento de la vegetación en el fondo y no se forma termoclina.
Según el origen se distinguen distintos tipos de humedales:
- Humedales de la costa: Son los más comunes en la Península y pueden ocupar superficies muy extensas. Se forman en la desembocadura de los ríos, donde se mezcla el agua dulce y el agua salada.
- Humedales de montaña: Se forman por el deshielo de los glaciares de alta montaña y se encuentran dispersos en zonas próximas a los lagos.
- Humedales de las zonas áridas: Son humedales de alta salinidad debido a la elevada evaporación en estas zonas.
- Humedales que se forman por las aguas subterráneas: Se forman por surgencia de las aguas subterráneas.
D) Glaciares
Las zonas peripolares y de alta montaña de la Tierra están actualmente cubiertas de hielo: un total del 10 % de la superficie terrestre. El océano Artico y la periferia de la Antártida están cubiertos por la banquisa, una capa de agua marina helada de pocos metros de espesor; pero las grandes masas de hielo provienen de la compactación (durante unos 30 años) de la nieve (densidad, 0,1 - 0,2 g/cm3 ), sobre todo por expulsión de aire, hasta que ésta llega a densidades de 0,90 (hielo blanco) o 0,92 (hielo azul). Las temperaturas del hielo glaciar oscilan entre -28 y -2 ºC, y es esta proximidad a su punto de fusión lo que permite su flujo plástico. El hielo se mueve a causa de la compresión y la fuerza de la gravedad.
Las mayores acumulaciones de hielo se llaman casquetes glaciares o indlandsis. Se hallan en la Antártida (84 % del hielo de todo el planeta), Groenlandia y (en masas menores) en Islandia y norte de Canadá. Se trata de acumulaciones de hasta 4.000 metros de espesor que emiten lenguas hacia la periferia. Todas las otras formas de acumulación de hielo se pueden considerar formas residuales de antiguos casquetes: son los glaciares de valle.
La enorme cantidad de hielo acumulada en el centro de los casquetes presiona hacia la periferia, buscando una pendiente estable: el hielo fluye, y su pequeña viscosidad (es decir, su poca resistencia al flujo) le permite hacerlo sobre pendientes muy pequeñas, y con espesores de sólo unos 100 metros. Las velocidades de los glaciares de valle son del orden de varios centímetros al día, mayores en la parte central de la lengua, que no está frenada por el rozamiento con las paredes.
Hay diferentes tipos de glaciares:
D.1) Alpinos, de montaña o de circo
Se forman en zonas montañosas.
Tienen una depresión central, el circo glaciar , una elevación o umbral, y una zona por la que el hielo se desborda y desplaza, la lengua glaciar .
Cuando el hielo de la lengua glaciar se funde, quedan los depósitos de la carga que transportaba el glaciar, las morrenas . Dependiendo de donde se sitúe la morrena se distinguen: morrena de fondo, lateral, central y frontal.
Cuando se retira el hielo el valle que deja el glaciar tiene un típico perfil en U y normalmente sobre él se situará un valle fluvial. Además, aparecen lagunas o lagos en el circo glaciar.
Cuando confluyen varios circos, la erosión del hielo de sus lenguas, dejan picos montañosos en forma piramidal llamados horn.
   |
D.2) De meseta o escandinavos
Son glaciares continentales frecuentemente clasificados como un subtipo de los de casquete, pero con dimensiones menores a 50.000 km 2 .
Tienen forma cupuliforme por encontrarse condicionados a las mesetas sobre las que se desarrollan. El desplazamiento del hielo es centrífugo. En los bordes del glaciar se forman lenguas que quedan confinadas en valles. accidentadas
D.3) De casquete o inlandsis
Ocupan las regiones polares y circumpolares. Tienen un espesor de 2.000 a 3.000 m. El movimiento del hielo es radial desde zonas de acumulación del hielo en la parte central a zonas de ablación o de fusión del hielo, en las áreas más externas. Como formas de erosión aparecen depresiones o cubetas que al retirarse el hielo forman lagos, como ocurre en Finlandia y Suecia. Como formas de depósito aparecen: morrenas de fondo muy extensas; till y una morrena frontal de miles de kilómetros.
En un cuerpo glaciar, casquete o lengua, se puede diferenciar una zona de acumulación, donde se acumula la nieve y el hielo y una zona de ablación, donde la temperatura supera los 0 ºC y se produce su fusión. El desplazamiento siempre ocurre desde la primera a la segunda.
Los glaciares modifican mucho el paisaje, y dan lugar a formas características de relieve. Su acción comprende erosión, transporte y sedimentación, generando formas de relieve derivadas de cada una de ellas.
Formas erosivas Los glaciares dan lugar a dos tipos de formas de erosión:
a) De desalojamiento: se producen por el arranque de partículas o bloques del sustrato sobre el que se desplaza, por gelifracción.
b) De abrasión: se produce por el desgaste que sobre el sustrato realizan fragmentos rocosos que transporta el hielo, dando lugar a suelos estriados y rocas aborregadas.
Estas acciones producen formas características en la roca, que son visibles al retirarse el hielo, como los circos glaciares, los picos piramidales, valles en U y toda una serie de marcas en las rocas como estrías, surcos, y rocas aborregadas.
Tranporte y sedimentación
Los glaciares transportan materiales que ellos mismos arrancan. Éstos se distribuyen por la superficie del hielo, que al ser un medio sólido, no puede seleccionar ni redondear los materiales, por lo que estos son muy heterogéneos. Al fundirse el glaciar la carga de materiales origina depósitos, denominados tillitas, que se distinguen por ser una mezcla de cantos angulosos de todos los tamaños. Las tillitas se acumulan en extensos campos de till, en amontonamientos en forma de arco (morrenas) o en montículos ovalados (drumlins).
12.1.2. AGUAS SUBTERRÁNEAS
El agua que se infiltra en el terreno lo hace directamente cuando llueve, o también desde las aguas de ríos o lagos; y vuelve al exterior por evapotranspiración, o formando manantiales, o alimentando ríos y lagos a través de su lecho.
El agua circula por los poros o fisuras de las rocas. La porosidad o fracción de huecos es una medida de espacios vacíos en un material, y es una fracción del volumen de huecos sobre el volumen total, entre 0-1, o como un porcentaje entre 0-100%. Para que una roca transmita agua hace falta, por lo tanto, que tenga una alta porosidad o que esté muy fisurada (porosidad secundaria), pero también, sobre todo, que sus poros estén conectados (porosidad eficaz). Se define la permeabilidad de un material como la propiedad de dejar pasar fluidos a su través. Lógicamente, porosidad eficaz y permeabilidad están muy relacionadas; pero mientras que la permeabilidad tiene las dimensiones de una velocidad, la porosidad eficaz es un coeficiente sin dimensiones, igual al volumen de poros conectados partido por el volumen de roca.
El agua de las precipitaciones desciende por gravedad a través de los poros hasta que llega a una zona donde no existen poros porque la roca es impermeable, o está demasiado compactada, o bien donde todos los poros están ya llenos de agua (zona de saturación). La zona donde quedan poros llenos de aire se llama zona de aireación, y el contacto entre las dos, nivel freático. Como es lógico, el nivel freático variará de posición en función de las precipitaciones, subiendo cuando llueva y bajando en las épocas secas: vemos materialmente el nivel freático cuando, tras fuertes lluvias, el terreno se encharca. De hecho, todas las superficies de agua en los continentes son zonas en las que el nivel freático está a nivel de la superficie topográfica (ciénagas) o por encima de ella (ríos, lagos).
En profundidad, el nivel freático sigue aproximadamente el relieve terrestre. Por eso, en el valle de un río de la zona templada, las aguas subterráneas bajarán hasta el cauce, alimentándolo; mientras que en un río que cruce un desierto (como es el caso del Nilo), el río alimentará el nivel freático, que estará muy profundo a causa de la aridez del clima. Los oasis son en general depresiones en zonas desérticas, que se aproximan al nivel freático.
El movimiento del agua está regulado por la Ley de Darcy: =
Donde:
Q es el caudal de agua que pasa a través de una superficie dada
K es la permeabilidad
A el tamaño de la superficie
dh/dL el gradiente hidráulico (diferencia de altura entre dos puntos partida por su distancia).
Se observa que en la Ley de Darcy todos los factores son geométricos salvo la permeabilidad: eso significa que el flujo de agua subterránea depende exclusivamente de ésta. En la tabla se dan porosidades y permeabilidades de rocas corrientes.
Las rocas porosas y permeables (como la grava y la arena) pueden almacenar y transmitir agua: por eso se
llaman acuíferos (del latín "transportar agua"). Los acuífugos ("rocas que repelen el agua") son rocas impermeables no
porosas (por ejemplo, los granitos no fisurados).
Las rocas porosas pero impermeables, como la piedra pómez, las arcillas y algunas calizas pueden almacenar pero no transmitir agua: son acuicludos ("que encierran el agua"). Por último, se llaman acuitardos («que frenan el agua») a rocas porosas con parte de los poros ocupados por matriz: por ejemplo, una arenisca parcialmente cementada con arcilla o caliza. Los acuitardos pueden contener agua, pero la transmiten muy lentamente.
Según la topografía y la geología de una zona determinada, los posibles acuíferos adoptan nombres diferentes:
12.1.3. LA DINÁMICA HÍDRICA OCEÁNICA
El agua del mar se encuentra en continuo movimiento debido a los vientos, a las diferencias térmicas y de salinidad entre unas zonas y otras, a la atracción del Sol y la Luna, a la morfología de los océanos etc. los movimientos que se originan son: olas, mareas y corrientes marinas.
a) OLAS
Es curioso que este movimiento del agua, que la mayoría de los habitantes del planeta ha contemplado alguna vez, no esté totalmente descifrado desde el punto de vista científico. En primera aproximación se trata de un movimiento ondulatorio, inducido por el viento, del agua superficial del océano, en la que se producen ondulaciones centimétricas (olas capilares) que a su vez mueven la masa de agua.
A partir de una zona de vientos, las olas se producen en grupos llamados trenes de olas, que se difunden radialmente, como las ondulaciones causadas por una piedra en un estanque. El tamaño y la velocidad de las olas formadas son funciones de tres factores: la velocidad y duración del viento, y la superficie de agua sobre la que sopla éste. Cuando el fondo es somero (menos de la mitad de la longitud de onda de la ola) la velocidad de ésta depende tan sólo de la profundidad.
Las olas reales no tienen exactamente perfiles sinusoidales, sino ligeramente más agudos en las crestas (perfil trocoidal). Cuando la profundidad es menor que la mitad de la longitud de onda, la ola «siente» el fondo, con lo que es frenada y aumenta su altura, transformándose las órbitas cicloidales en ovales. Cuando el fondo es ya muy somero, la base de la ola pierde tanta velocidad que la cresta la adelanta: la ola rompe. Sin embargo, si la profundidad aumenta de nuevo (por ejemplo, detrás de una barra de arena), la ola puede reorganizarse y volver a romper en la playa; esto significa que incluso después de romper, la ola puede conservar parte de su energía original.
Esta energía puede alcanzar los 2.000 kg/cm2 , aunque aumenta exponencialmente con la altura de las olas.
Las ondulaciones de la superficie del agua, se producen debido a las distintas posiciones de las partículas; en su movimiento en el mismo punto, de modo que la masa de agua no se traslada.
Desde el punto de vista físico, una ola se comporta en muchas ocasiones como un rayo de luz. Por ejemplo, puede sufrir reflexión (cuando una ola choca contra un muro situado paralelamente a su frente de avance), difracción (las olas pueden rodear obstáculos, al transmitirse lateralmente parte de su energía) y refracción (curvatura del frente de ola). Este último fenómeno, del máximo interés geológico, se debe al frenado contra fondos irregulares, y es la causa de que todas las olas lleguen a la costa prácticamente paralelas a ella; pero también de la tendencia de las costas a la linearidad, ya que la mayor parte de la energía del oleaje se concentrará en los salientes de la costa, erosionándolos, mientras que se dispersará en los entrantes, que serán por lo tanto zonas de baja energía propensas al relleno por sedimentos.
Aunque se trate de fenómenos excepcionales, los tsunamis (olas de puerto, en japonés) son olas que se forman a causa de una perturbación no en la superficie sino en el fondo marino; a su vez, esta perturbación puede haber sido originada por un deslizamiento submarino pero más comúnmente por un terremoto. Los tsunamis se propagan en forma de enormes ondulaciones de hasta cientos de kilómetros de longitud de onda. La mayor paradoja de los tsunamis es que son imperceptibles en mar abierto, pero catastróficos en la costa. En principio, la ondulación puede ser pequeña, porque sólo refleja el cambio en el relieve submarino (la mayoría de las fallas tiene pocos metros de salto); pero el volumen de agua puesto en movimiento es muy grande, ya que corresponde a la superficie que se ha movido en el fondo marino. Al llegar a fondos someros, la enorme cresta se acumula sobre la línea de costa, llegando a crecer decenas de metros. Por eso, la forma de la costa es decisiva en los efectos causados por el tsunami.
b) MAREAS
Son movimientos periódicos del agua del océano que consiste en ascensos y descensos del nivel del agua. Son provocados por las fuerzas de atracción que ejercen la Luna y el Sol sobre la Tierra (sobre todo la Luna). Aunque también afectan a la litosfera, se reflejan mejor, como es lógico, en las capas de menor viscosidad, y son especialmente visibles en los límites de la hidrosfera. Las mareas se asemejan a los tsunamis en que son casi imperceptibles en alta mar, pero aumentan cerca de la costa al ir acumulándose contra ésta la masa de agua que forma la protuberancia mareal.
Cuando la marea es alta, recibe el nombre de pleamar, y cuando desciende y el agua alcanza el nivel más bajo, se denomina bajamar.
El agua de la Tierra es atraída hacia la Luna por el lado más próximo a ella y alejada de ella por el lado opuesto. En ambos puntos se produce pleamar. Mientras que en los puntos situados a 90º de los anteriores se produce bajamar.
Como resultado de esta atracción gravitatoria, entre las zonas de marea baja y marea alta, se producen desplazamientos horizontales de agua denominados corrientes de marea.
Según la posición del Sol y de la Luna se distinguen dos tipos:
c) CORRIENTES MARINAS
Son cursos de agua que se desplazan por el interior de los océanos. Su desplazamiento es debido al el movimiento de rotación de la tierra, los vientos, y la diferencia de densidad provocada por las distintas temperaturas y la salinidad del agua. Pueden ser superficiales y profundas.
c.1) Corrientes superficiales
Se deben a los vientos superficiales que transfieren su energía al agua por rozamiento. En la trayectoria de estas corrientes influye la fuerza de Coriolis así como la presencia de las masas continentales que las rompen o dificultan su movimiento. Esto último hace que entre los 25 y 30 º de latitud, las trayectorias más significativas sean circulares en ambos hemisferios. Las principales corrientes superficiales son:
Efectos de las corrientes superficiales
Se forman por las diferencias en la densidad del agua debidas a cambios en la temperatura y la salinidad, se las denomina termohalinas. El agua fría y densa de los mares polares desciende hacia los fondos oceánicos dirigiéndose hacia el Ecuador y desplazando hacia la superficie las aguas más cálidas. En su descenso, el agua fría arrastra una parte importante del CO2 atmosférico en disolución, contribuyendo así a la disminución del efecto invernadero.
Al igual que las superficiales, también las corrientes profundas se acumulan en el borde occidental de las cuencas oceánicas, pero las corrientes termohalinas implican al agua profunda, por debajo de la termoclina. En algunas zonas son iguales que las de superficie (p.ej., en el Atlántico Norte, o alrededor de la Antártida), pero en otras circulan en sentido opuesto. En los casos en que hay correspondencia, los oceanógrafos han demostrado que las corrientes profundas pueden ser recorridas por remolinos menores (de kilómetros a decenas de kilómetros de diámetro), al parecer inducidos por otros similares en la corriente superficial. Como las corrientes termohalinas recorren el pie del talud continental, que es una zona donde se acumulan preferentemente los sedimentos, estos remolinos tienen una gran importancia para la sedimentación oceánica.
c.3) Corrientes de las cuencas marinas secundarias
Este es el caso del mar Mediterráneo que está comunicado con el Atlántico a través del estrecho de Gibraltar. El Mediterráneo tiene una concentración de sales mayor, debido al aporte de los ríos, que el Atlántico. Por ello, el agua del mar Mediterráneo es más densa. Como consecuencia se produce una corriente superficial del agua del océano Atlántico menos densa hacia el mar Mediterráneo y una corriente profunda de agua más densa del mar Mediterráneo hacia el Atlántico.
d) El océano global
Recibe este nombre el conjunto formado por todos los mares y océanos del planeta. Dicha denominación resulta adecuada debido a la comunicación existente entre todos ellos. Su estudio es de gran importancia porque en él está la respuesta a muchos de los interrogantes sobre el clima global, ya que es un importante almacén de CO2, y un medio de transporte muy eficaz de calor o nubosidad. Entre los fenómenos que ponen este hecho de manifiesto destacan la cinta transportadora oceánica y el fenómeno de El Niño.
d.1) LA CINTA TRANSPORTADORA OCEÁNICA
La cinta transportadora oceánica es una especie de río de agua que recorre la mayoría de los océanos del planeta. En la primera mitad de su trayectoria, lo hace como corriente profunda, condicionada por la densidad, y en la segunda, en forma de corriente superficial, supeditada a la acción de los vientos dominantes.
La cinta transportadora oceánica compensa el desequilibrio de salinidad y temperaturas existentes entre el Atlántico y el Pacífico, ya que este es menos salado y más cálido por su mayor aislamiento respecto a las zonas polares.Esta corriente se encarga, además, de regular la cantidad de CO2, atmosférico, ya que el agua fría, al hundirse, arrastra una gran carga de este gas, liberándolo unos mil años después en las zonas de afloramiento.
Para describirla, se puede establecer las siguientes etapas:
El fenómeno de El Niño, denominado también Oscilación Meridional (o ENSO, El Niño Southern Oscillation). Se llama así a una fluctuación acoplada entre la atmósfera y el océano Pacifico austral. Existen tres situaciones posibles:
d.2.1) ENSO neutral.
Es la situación normal de la costa peruana, en la que no se producen ni El Niño ni La Niña, según la cual los vientos alisios, que soplan de este a oeste, empujan hacia el oeste al agua superficial del Pacífico sur, creando un vacío en la zona este, junto a las costas de Perú y Ecuador. Por ese motivo, el nivel del mar en Indonesia es aproximadamente medio metro más elevado que junto a las costas de Perú.
Este descenso del nivel del mar produce un efecto de succión que da lugar a un afloramiento del agua profunda y rica en nutrientes procedentes del fondo, lo que fertiliza el fitoplancton y hace que la pesca aumente. Los alisios parten de un anticiclón situado sobre la isla de Pascua (formado porque la atmósfera se enfría por contacto con el agua fría de la zona de afloramiento) y concluyen en una borrasca situada en el lado occidental del Pacífico ecuatorial, en las proximidades del continente asiático donde la baja presión meteorológica produce precipitaciones y tifones.
d.2.2) El Niño.
El fenómeno de El Niño se debe a un excesivo calentamiento superficial (de unos 0,5 °C) de las aguas del Pacífico oriental junto a las costas de Perú. Ocurre cada 3-5 años, alcanzando valores máximos en Navidad (a eso se debe su nombre: por el Niño Jesús). No obstante, se han registrado con periodos de entre 2 y 7 años. Suele durar 9-12 meses (a veces hasta 18 meses).
La ENSO se produce cuando los vientos alisios amainan y no arrastran el agua de la superficie oceánica hacia el oeste. Entonces, el agua superficial se caldea y se forma una borrasca, quedándose las nubes sobre la zona central del océano Pacífico o junto a la costa de Perú, que, en condiciones normales, es árida.
No se produce el afloramiento porque persiste la termoclina (superficie que separa arriba/abajo las aguas de diferente temperatura y densidad, impidiendo su mezcla) y la riqueza pesquera decae.
Sobre la zona occidental del Pacífico se produce un anticiclón, lo que da lugar a sequías en Indonesia, Australia y Filipinas.
Hoy en día se ignora su causa. Los científicos han propuesto dos líneas de explicación:
Se llama así a una exageración de la situación normal, que ocurre en las ocasiones en las que los alisios soplan con más intensidad de lo habitual. Se asocia con descensos en la temperatura media superficiales del océano Pacifico oriental-central (de unos -1,5 °C). Se produce cada 3 a 5 años, más o menos, y suele durar 1-3 años.
El Niño y La Niña rigen la distribución geográfica y la intensidad de las lluvias tropicales y causan cambios en los patrones climáticos en todo el mundo. El Niño se suele asociar a una reducción de los huracanes del Atlántico Norte tropical, y un aumento de los del Pacífico tropical del Norte. Por su parte, La Niña origina lluvias torrenciales y un aumento de los tifones en Indonesia y Australia y con un incremento del número y de la intensidad de ciclones tropicales del Atlántico.
Tienen forma cupuliforme por encontrarse condicionados a las mesetas sobre las que se desarrollan. El desplazamiento del hielo es centrífugo. En los bordes del glaciar se forman lenguas que quedan confinadas en valles. accidentadas
D.3) De casquete o inlandsis
Ocupan las regiones polares y circumpolares. Tienen un espesor de 2.000 a 3.000 m. El movimiento del hielo es radial desde zonas de acumulación del hielo en la parte central a zonas de ablación o de fusión del hielo, en las áreas más externas. Como formas de erosión aparecen depresiones o cubetas que al retirarse el hielo forman lagos, como ocurre en Finlandia y Suecia. Como formas de depósito aparecen: morrenas de fondo muy extensas; till y una morrena frontal de miles de kilómetros.
En un cuerpo glaciar, casquete o lengua, se puede diferenciar una zona de acumulación, donde se acumula la nieve y el hielo y una zona de ablación, donde la temperatura supera los 0 ºC y se produce su fusión. El desplazamiento siempre ocurre desde la primera a la segunda.
Los glaciares modifican mucho el paisaje, y dan lugar a formas características de relieve. Su acción comprende erosión, transporte y sedimentación, generando formas de relieve derivadas de cada una de ellas.
Formas erosivas Los glaciares dan lugar a dos tipos de formas de erosión:
a) De desalojamiento: se producen por el arranque de partículas o bloques del sustrato sobre el que se desplaza, por gelifracción.
b) De abrasión: se produce por el desgaste que sobre el sustrato realizan fragmentos rocosos que transporta el hielo, dando lugar a suelos estriados y rocas aborregadas.
Estas acciones producen formas características en la roca, que son visibles al retirarse el hielo, como los circos glaciares, los picos piramidales, valles en U y toda una serie de marcas en las rocas como estrías, surcos, y rocas aborregadas.
Tranporte y sedimentación
Los glaciares transportan materiales que ellos mismos arrancan. Éstos se distribuyen por la superficie del hielo, que al ser un medio sólido, no puede seleccionar ni redondear los materiales, por lo que estos son muy heterogéneos. Al fundirse el glaciar la carga de materiales origina depósitos, denominados tillitas, que se distinguen por ser una mezcla de cantos angulosos de todos los tamaños. Las tillitas se acumulan en extensos campos de till, en amontonamientos en forma de arco (morrenas) o en montículos ovalados (drumlins).
12.1.2. AGUAS SUBTERRÁNEAS
El agua que se infiltra en el terreno lo hace directamente cuando llueve, o también desde las aguas de ríos o lagos; y vuelve al exterior por evapotranspiración, o formando manantiales, o alimentando ríos y lagos a través de su lecho.
El agua circula por los poros o fisuras de las rocas. La porosidad o fracción de huecos es una medida de espacios vacíos en un material, y es una fracción del volumen de huecos sobre el volumen total, entre 0-1, o como un porcentaje entre 0-100%. Para que una roca transmita agua hace falta, por lo tanto, que tenga una alta porosidad o que esté muy fisurada (porosidad secundaria), pero también, sobre todo, que sus poros estén conectados (porosidad eficaz). Se define la permeabilidad de un material como la propiedad de dejar pasar fluidos a su través. Lógicamente, porosidad eficaz y permeabilidad están muy relacionadas; pero mientras que la permeabilidad tiene las dimensiones de una velocidad, la porosidad eficaz es un coeficiente sin dimensiones, igual al volumen de poros conectados partido por el volumen de roca.
El agua de las precipitaciones desciende por gravedad a través de los poros hasta que llega a una zona donde no existen poros porque la roca es impermeable, o está demasiado compactada, o bien donde todos los poros están ya llenos de agua (zona de saturación). La zona donde quedan poros llenos de aire se llama zona de aireación, y el contacto entre las dos, nivel freático. Como es lógico, el nivel freático variará de posición en función de las precipitaciones, subiendo cuando llueva y bajando en las épocas secas: vemos materialmente el nivel freático cuando, tras fuertes lluvias, el terreno se encharca. De hecho, todas las superficies de agua en los continentes son zonas en las que el nivel freático está a nivel de la superficie topográfica (ciénagas) o por encima de ella (ríos, lagos).
En profundidad, el nivel freático sigue aproximadamente el relieve terrestre. Por eso, en el valle de un río de la zona templada, las aguas subterráneas bajarán hasta el cauce, alimentándolo; mientras que en un río que cruce un desierto (como es el caso del Nilo), el río alimentará el nivel freático, que estará muy profundo a causa de la aridez del clima. Los oasis son en general depresiones en zonas desérticas, que se aproximan al nivel freático.
El movimiento del agua está regulado por la Ley de Darcy: =
Q es el caudal de agua que pasa a través de una superficie dada
K es la permeabilidad
A el tamaño de la superficie
dh/dL el gradiente hidráulico (diferencia de altura entre dos puntos partida por su distancia).
Se observa que en la Ley de Darcy todos los factores son geométricos salvo la permeabilidad: eso significa que el flujo de agua subterránea depende exclusivamente de ésta. En la tabla se dan porosidades y permeabilidades de rocas corrientes.
Las rocas porosas pero impermeables, como la piedra pómez, las arcillas y algunas calizas pueden almacenar pero no transmitir agua: son acuicludos ("que encierran el agua"). Por último, se llaman acuitardos («que frenan el agua») a rocas porosas con parte de los poros ocupados por matriz: por ejemplo, una arenisca parcialmente cementada con arcilla o caliza. Los acuitardos pueden contener agua, pero la transmiten muy lentamente.
Según la topografía y la geología de una zona determinada, los posibles acuíferos adoptan nombres diferentes:
- Acuíferos libres cuando el nivel freático está sometido solamente a la presión atmosférica.
- Acuíferos confinados. El agua de los poros está a presión mayor que la atmosférica, por lo que, si se rompe el confinamiento (perforando un pozo, por ejemplo) el agua subiría por encima del terreno (pozos surgentes y artesianos). Los niveles freáticos situados por encima del terreno se llaman niveles piezométricos (literalmente, "que mide la presión").
- Acuíferos colgados los que están desconectados por capas impermeables del nivel freático regional.
ANIMACIONES
El agua del mar se encuentra en continuo movimiento debido a los vientos, a las diferencias térmicas y de salinidad entre unas zonas y otras, a la atracción del Sol y la Luna, a la morfología de los océanos etc. los movimientos que se originan son: olas, mareas y corrientes marinas.
a) OLAS
Es curioso que este movimiento del agua, que la mayoría de los habitantes del planeta ha contemplado alguna vez, no esté totalmente descifrado desde el punto de vista científico. En primera aproximación se trata de un movimiento ondulatorio, inducido por el viento, del agua superficial del océano, en la que se producen ondulaciones centimétricas (olas capilares) que a su vez mueven la masa de agua.
A partir de una zona de vientos, las olas se producen en grupos llamados trenes de olas, que se difunden radialmente, como las ondulaciones causadas por una piedra en un estanque. El tamaño y la velocidad de las olas formadas son funciones de tres factores: la velocidad y duración del viento, y la superficie de agua sobre la que sopla éste. Cuando el fondo es somero (menos de la mitad de la longitud de onda de la ola) la velocidad de ésta depende tan sólo de la profundidad.
Las olas reales no tienen exactamente perfiles sinusoidales, sino ligeramente más agudos en las crestas (perfil trocoidal). Cuando la profundidad es menor que la mitad de la longitud de onda, la ola «siente» el fondo, con lo que es frenada y aumenta su altura, transformándose las órbitas cicloidales en ovales. Cuando el fondo es ya muy somero, la base de la ola pierde tanta velocidad que la cresta la adelanta: la ola rompe. Sin embargo, si la profundidad aumenta de nuevo (por ejemplo, detrás de una barra de arena), la ola puede reorganizarse y volver a romper en la playa; esto significa que incluso después de romper, la ola puede conservar parte de su energía original.
Esta energía puede alcanzar los 2.000 kg/cm2 , aunque aumenta exponencialmente con la altura de las olas.
Las ondulaciones de la superficie del agua, se producen debido a las distintas posiciones de las partículas; en su movimiento en el mismo punto, de modo que la masa de agua no se traslada.
Desde el punto de vista físico, una ola se comporta en muchas ocasiones como un rayo de luz. Por ejemplo, puede sufrir reflexión (cuando una ola choca contra un muro situado paralelamente a su frente de avance), difracción (las olas pueden rodear obstáculos, al transmitirse lateralmente parte de su energía) y refracción (curvatura del frente de ola). Este último fenómeno, del máximo interés geológico, se debe al frenado contra fondos irregulares, y es la causa de que todas las olas lleguen a la costa prácticamente paralelas a ella; pero también de la tendencia de las costas a la linearidad, ya que la mayor parte de la energía del oleaje se concentrará en los salientes de la costa, erosionándolos, mientras que se dispersará en los entrantes, que serán por lo tanto zonas de baja energía propensas al relleno por sedimentos.
Aunque se trate de fenómenos excepcionales, los tsunamis (olas de puerto, en japonés) son olas que se forman a causa de una perturbación no en la superficie sino en el fondo marino; a su vez, esta perturbación puede haber sido originada por un deslizamiento submarino pero más comúnmente por un terremoto. Los tsunamis se propagan en forma de enormes ondulaciones de hasta cientos de kilómetros de longitud de onda. La mayor paradoja de los tsunamis es que son imperceptibles en mar abierto, pero catastróficos en la costa. En principio, la ondulación puede ser pequeña, porque sólo refleja el cambio en el relieve submarino (la mayoría de las fallas tiene pocos metros de salto); pero el volumen de agua puesto en movimiento es muy grande, ya que corresponde a la superficie que se ha movido en el fondo marino. Al llegar a fondos someros, la enorme cresta se acumula sobre la línea de costa, llegando a crecer decenas de metros. Por eso, la forma de la costa es decisiva en los efectos causados por el tsunami.
b) MAREAS
Son movimientos periódicos del agua del océano que consiste en ascensos y descensos del nivel del agua. Son provocados por las fuerzas de atracción que ejercen la Luna y el Sol sobre la Tierra (sobre todo la Luna). Aunque también afectan a la litosfera, se reflejan mejor, como es lógico, en las capas de menor viscosidad, y son especialmente visibles en los límites de la hidrosfera. Las mareas se asemejan a los tsunamis en que son casi imperceptibles en alta mar, pero aumentan cerca de la costa al ir acumulándose contra ésta la masa de agua que forma la protuberancia mareal.
Cuando la marea es alta, recibe el nombre de pleamar, y cuando desciende y el agua alcanza el nivel más bajo, se denomina bajamar.
El agua de la Tierra es atraída hacia la Luna por el lado más próximo a ella y alejada de ella por el lado opuesto. En ambos puntos se produce pleamar. Mientras que en los puntos situados a 90º de los anteriores se produce bajamar.
Como resultado de esta atracción gravitatoria, entre las zonas de marea baja y marea alta, se producen desplazamientos horizontales de agua denominados corrientes de marea.
Según la posición del Sol y de la Luna se distinguen dos tipos:
- Mareas vivas: Cuando la Luna, el Sol y la Tierra están en una hipotética línea recta y las fuerzas gravitatorias de la Luna y el Sol se suman, se dan los mayores cambios en el nivel del mar. Se producen en semanas alternas cada vez que hay luna llena o nueva.
- Mareas muertas: Se produce cada dos semanas, cuando la Luna está en cuarto creciente o cuarto menguante.
c) CORRIENTES MARINAS
Son cursos de agua que se desplazan por el interior de los océanos. Su desplazamiento es debido al el movimiento de rotación de la tierra, los vientos, y la diferencia de densidad provocada por las distintas temperaturas y la salinidad del agua. Pueden ser superficiales y profundas.
c.1) Corrientes superficiales
Se deben a los vientos superficiales que transfieren su energía al agua por rozamiento. En la trayectoria de estas corrientes influye la fuerza de Coriolis así como la presencia de las masas continentales que las rompen o dificultan su movimiento. Esto último hace que entre los 25 y 30 º de latitud, las trayectorias más significativas sean circulares en ambos hemisferios. Las principales corrientes superficiales son:
- Corrientes Ecuatoriales del Norte y del Sur: Dirigidas hacia el oeste, provocadas por los vientos alisios. Estas corrientes ecuatoriales están separadas por una contracorriente ecuatorial. En las costas occidentales de los océanos, las corrientes ecuatoriales giran hacia el polo correspondiente y forman corrientes cálidas paralelas a las costas de los continentes como la Corriente del Golfo, que hace que en Europa del norte el clima sea mucho más suave que en Alaska, estando ambas situadas a la misma latitud; o la Corriente de Kuro Shivo, que sigue las costas de Japón; o la corriente de Brasil.
- Corrientes de los Vientos del Oeste: Producen un lento movimientos del agua llamado deriva del viento del oeste, mucho más extensa en el hemisferio sur, porque el océano es mucho mayor y no queda interrumpida por masas continentales, como pasa en el hemisferio norte. Cuando se aproximan a las costas orientales del océano, estas corrientes se desvían, tanto hacia el norte como hacia el sur, a lo largo de la costa, dando lugar a corrientes frías, como la Corriente del Perú (o de Humboldt), la Corriente de Benguela frente a la costa suroccidental de África, que se desvían hacia el norte y las corrientes de California y de Canarias que se desvían hacia el sur. Todas ellas son de agua fría y suavizan las temperaturas calurosas de estas costas.
- Las corrientes frías de las Zonas Árticas: En el hemisferio norte hay un flujo de agua fría hacia el ecuador a lo largo del lado occidental de los estrechos que conectan el océano Ártico con el Atlántico y el Pacífico, dando lugar a la Corriente del Labrador, la Corriente de Groenlandia y la Corriente de Kamchatka.
- Corriente Circumpolar Antártica: Gira en sentido de las agujas del reloj unos 50º -60º de latitud sur alrededor de la Antártida.
Efectos de las corrientes superficiales
- Las corrientes oceánicas tienen un papel moderador de las temperaturas, ya que las corrientes cálidas suavizan el rigor de los climas árticos y las corrientes frías enfrían las costas de las zonas desérticas de los trópicos.
- Transportan pequeños organismos que viven suspendidos en la capa superior del océano.
- El tercer efecto de las corrientes superficiales es el denominado afloramiento, importantísimo desde el punto de vista biológico y económico. Las corrientes ecuatoriales originan el desplazamiento del agua de este a oeste, en la costa occidental del continente el agua se desplaza mar adentro, siendo reemplazada por aguas profundas. Este agua que aflora, son muy ricas en nutrientes que favorecen el desarrollo de una gran cantidad de organismos entre los que abundan los peces y las aves que se alimentan de ellos. Por este motivo en estas zonas se encuentran las áreas de pesca o caladeros más importantes del mundo, como son el de Perú, el sur de Irlanda (Gran Sol), el de Angola, Sahara occidental, California, etc.
- Tienen gran importancia en el transporte y redistribución de sedimentos a lo largo de las costas.
Se forman por las diferencias en la densidad del agua debidas a cambios en la temperatura y la salinidad, se las denomina termohalinas. El agua fría y densa de los mares polares desciende hacia los fondos oceánicos dirigiéndose hacia el Ecuador y desplazando hacia la superficie las aguas más cálidas. En su descenso, el agua fría arrastra una parte importante del CO2 atmosférico en disolución, contribuyendo así a la disminución del efecto invernadero.
Al igual que las superficiales, también las corrientes profundas se acumulan en el borde occidental de las cuencas oceánicas, pero las corrientes termohalinas implican al agua profunda, por debajo de la termoclina. En algunas zonas son iguales que las de superficie (p.ej., en el Atlántico Norte, o alrededor de la Antártida), pero en otras circulan en sentido opuesto. En los casos en que hay correspondencia, los oceanógrafos han demostrado que las corrientes profundas pueden ser recorridas por remolinos menores (de kilómetros a decenas de kilómetros de diámetro), al parecer inducidos por otros similares en la corriente superficial. Como las corrientes termohalinas recorren el pie del talud continental, que es una zona donde se acumulan preferentemente los sedimentos, estos remolinos tienen una gran importancia para la sedimentación oceánica.
 |  |
Este es el caso del mar Mediterráneo que está comunicado con el Atlántico a través del estrecho de Gibraltar. El Mediterráneo tiene una concentración de sales mayor, debido al aporte de los ríos, que el Atlántico. Por ello, el agua del mar Mediterráneo es más densa. Como consecuencia se produce una corriente superficial del agua del océano Atlántico menos densa hacia el mar Mediterráneo y una corriente profunda de agua más densa del mar Mediterráneo hacia el Atlántico.
d) El océano global
Recibe este nombre el conjunto formado por todos los mares y océanos del planeta. Dicha denominación resulta adecuada debido a la comunicación existente entre todos ellos. Su estudio es de gran importancia porque en él está la respuesta a muchos de los interrogantes sobre el clima global, ya que es un importante almacén de CO2, y un medio de transporte muy eficaz de calor o nubosidad. Entre los fenómenos que ponen este hecho de manifiesto destacan la cinta transportadora oceánica y el fenómeno de El Niño.
d.1) LA CINTA TRANSPORTADORA OCEÁNICA
La cinta transportadora oceánica es una especie de río de agua que recorre la mayoría de los océanos del planeta. En la primera mitad de su trayectoria, lo hace como corriente profunda, condicionada por la densidad, y en la segunda, en forma de corriente superficial, supeditada a la acción de los vientos dominantes.
La cinta transportadora oceánica compensa el desequilibrio de salinidad y temperaturas existentes entre el Atlántico y el Pacífico, ya que este es menos salado y más cálido por su mayor aislamiento respecto a las zonas polares.Esta corriente se encarga, además, de regular la cantidad de CO2, atmosférico, ya que el agua fría, al hundirse, arrastra una gran carga de este gas, liberándolo unos mil años después en las zonas de afloramiento.
Para describirla, se puede establecer las siguientes etapas:
- El inicio se puede establecer en las proximidades de Groenlandia, cerca del límite de los hielos, donde el agua tiende a hundirse por ser más salada, fría y, por consiguiente, densa.
- Recorre el fondo del Atlántico de norte a sur hasta que entra en contacto con las gélidas aguas del océano Antártico y asciende.
- Parte de ella retorna a su lugar de origen.
- El resto se sumerge de nuevo debido al intenso enfriamiento superficial y discurre por el fondo del océano Índico.
- En este último océano parte asciende, y parte llega hasta el Pacífico, lugar en el que definitivamente asciende y se calienta.
- Posteriormente realiza el trayecto en sentido inverso en forma de corriente superficial, arrastrando con ella las aguas cálidas y las nubes formadas en los océanos cálidos, originando lluvias a su paso y elevando las temperaturas de las costas atlánticas noreuropeas por las que discurre.
ANIMACIONES
d.2) EL NIÑO El fenómeno de El Niño, denominado también Oscilación Meridional (o ENSO, El Niño Southern Oscillation). Se llama así a una fluctuación acoplada entre la atmósfera y el océano Pacifico austral. Existen tres situaciones posibles:
d.2.1) ENSO neutral.
Es la situación normal de la costa peruana, en la que no se producen ni El Niño ni La Niña, según la cual los vientos alisios, que soplan de este a oeste, empujan hacia el oeste al agua superficial del Pacífico sur, creando un vacío en la zona este, junto a las costas de Perú y Ecuador. Por ese motivo, el nivel del mar en Indonesia es aproximadamente medio metro más elevado que junto a las costas de Perú.
Este descenso del nivel del mar produce un efecto de succión que da lugar a un afloramiento del agua profunda y rica en nutrientes procedentes del fondo, lo que fertiliza el fitoplancton y hace que la pesca aumente. Los alisios parten de un anticiclón situado sobre la isla de Pascua (formado porque la atmósfera se enfría por contacto con el agua fría de la zona de afloramiento) y concluyen en una borrasca situada en el lado occidental del Pacífico ecuatorial, en las proximidades del continente asiático donde la baja presión meteorológica produce precipitaciones y tifones.
d.2.2) El Niño.
El fenómeno de El Niño se debe a un excesivo calentamiento superficial (de unos 0,5 °C) de las aguas del Pacífico oriental junto a las costas de Perú. Ocurre cada 3-5 años, alcanzando valores máximos en Navidad (a eso se debe su nombre: por el Niño Jesús). No obstante, se han registrado con periodos de entre 2 y 7 años. Suele durar 9-12 meses (a veces hasta 18 meses).
La ENSO se produce cuando los vientos alisios amainan y no arrastran el agua de la superficie oceánica hacia el oeste. Entonces, el agua superficial se caldea y se forma una borrasca, quedándose las nubes sobre la zona central del océano Pacífico o junto a la costa de Perú, que, en condiciones normales, es árida.
No se produce el afloramiento porque persiste la termoclina (superficie que separa arriba/abajo las aguas de diferente temperatura y densidad, impidiendo su mezcla) y la riqueza pesquera decae.
Sobre la zona occidental del Pacífico se produce un anticiclón, lo que da lugar a sequías en Indonesia, Australia y Filipinas.
Hoy en día se ignora su causa. Los científicos han propuesto dos líneas de explicación:
- Puede ser producto del calentamiento climático que hace disminuir el contraste térmico existente entre la costa oriental y occidental del Pacífico, disminuyendo la intensidad de los vientos alisios y, por tanto, la de las corrientes oceánicas.
- Lo origina un aumento de la actividad volcánica en las dorsales oceánicas próximas, que elevaría la temperatura del agua del océano, impidiendo el afloramiento y favoreciendo la formación de una borrasca en ese lugar. Se ha podido demostrar la coincidencia de los años de El Niño con un aumento de la actividad sísmica y de la temperatura del agua de la zona.
Se llama así a una exageración de la situación normal, que ocurre en las ocasiones en las que los alisios soplan con más intensidad de lo habitual. Se asocia con descensos en la temperatura media superficiales del océano Pacifico oriental-central (de unos -1,5 °C). Se produce cada 3 a 5 años, más o menos, y suele durar 1-3 años.
El Niño y La Niña rigen la distribución geográfica y la intensidad de las lluvias tropicales y causan cambios en los patrones climáticos en todo el mundo. El Niño se suele asociar a una reducción de los huracanes del Atlántico Norte tropical, y un aumento de los del Pacífico tropical del Norte. Por su parte, La Niña origina lluvias torrenciales y un aumento de los tifones en Indonesia y Australia y con un incremento del número y de la intensidad de ciclones tropicales del Atlántico.
ANIMACIONES
13. IMPORTANCIA DEL AGUA
El agua es un líquido imprescindible para la vida y para mantener la estabilidad del planeta.
Hace unos 3 500 millones de años, la vida surgió en las aguas de los primitivos océanos. Bajo ellas, los primeros seres vivos quedaban protegidos de las nocivas radiaciones ultravioletas del Sol.
Las primeras células se formaron como gotitas del océano primitivo encerradas en una membrana. . Por eso, las células actuales tienen una composición en sales parecida a la del agua del mar. Algunos animales, como las medusas, tienen un contenido en agua cercano al 97 %.
Alrededor del 70 % del peso de una célula se debe a su contenido en agua. El agua es fundamental para el desarrollo de los procesos vitales; los órganos más activos son los que mayor cantidad de agua tienen y los seres vivos perdemos agua a medida que envejecemos
Cuando la cantidad de agua disminuye, algunos seres vivos entran en estado de latencia (semillas de las plantas o de las esporas bacterianas). Y cuando vuelve a haber agua, se produce la germinación y la vida activa.
ANIMACIONES
13.2. Importancia del agua en el clima
El agua es importante en la determinación del clima. Las nubes, formadas en las regiones donde abunda el agua líquida y la vegetación, son arrastradas por los vientos y distribuyen el agua por las distintas zonas de la Tierra.
Según el régimen de temperaturas y las precipitaciones, se establecen las diferentes zonas climáticas. De manera más local el agua se enfría y se calienta mucho más lentamente que la tierra. Por eso, las zonas cercanas al mar o a grandes extensiones de agua presentan climas mucho más suaves que los de las áreas continentales, pues las diferencias de temperatura entre el día y la noche son mucho menos marcadas.
 |
13.3. Importancia del agua en la configuración del paisaje
El agua es un importante agente geológico que participa en la erosión, el transporte y la sedimentación de los materiales de la corteza terrestre. Modela continuamente el paisaje, creando algunos espectaculares.
Por acción de arroyos o de ríos aparecen valles, cárcavas, meandros o deltas. El movimiento del hielo de los glaciares produce enormes valles en forma de U, y la acción erosiva y sedimentaria del agua de mares y océanoses el origen de acantilados y playas.
La capacidad de disolución del agua de lluvia cargada de dióxido de carbono sobre las rocas calizas da lugar a cuevas, simas y galerías, propias de los paisajes kársticos
13.4. El agua y la salud.
Aproximadamente un 60% de nuestro cuerpo es agua. En nuestra alimentación es necesario un aporte continuo de agua, ya que constantemente se pierde en la orina y el sudor. Cada día es necesario aportar alrededor de 3 L de líquido. Diariamente debemos beber entre 1,5 y 2 L, el resto se toma en los alimentos . Pero el exceso tampoco es conveniente ya que puede causar lo que se denomina intoxicación por agua.
El agua que bebemos debe ser potable, debe encontrarse en perfectas condiciones químicas, físicas y biológicas, de manera que no cause enfermedades. Existen ocasiones en que el agua puede albergar virus, bacterias,protozoos, hongos..., que transmiten enfermedades como la malaria, la hepatitis A o el cólera. También puede llevar compuestos químicos tóxicos, tanto de origen humano (los pesticidas) como de origen natural (plomo, mercurio o arsénico).
14. IDEAS FUNDAMENTALES
|
|
15. PRÁCTICAS
Flotar en el mar
Moneda perdida
Baile pasas
Tubo invisible
Pañuelo seco
Agua y llama
Baile chocolate
Efervescencia
Vino-agua
Color llet
Disoluciones. Texto
Medida de volúmenes. Texto
Mezclas. Texto
Prácticas sobre el agua. Textos
Densidad. Cambios de estado. Textos
16. OTRAS PRESENTACIONES
17. REPASO
Cuestiones hidrosfera PAU
Soluciones cuestiones PAU
Cuestiones PAU
Aguas subterráneas y ríos
Lagos y glaciares
Crucigrama
Autoevaluación
La hidrosfera
Mares y océanos
Tsunamis
Crucigrama: Elementos de la hidrosfera
Soluciones cuestiones PAU
Cuestiones PAU
Aguas subterráneas y ríos
Lagos y glaciares
Crucigrama
Autoevaluación
La hidrosfera
Mares y océanos
Tsunamis
Crucigrama: Elementos de la hidrosfera
18. OTROS CONTENIDOS
19. VÍDEO
