Distribución y Composición del Agua en la Tierra

Distribución

• Océanos: 97.2% agua oceánica
• Hielo: 2.15% hielos glaciares
• Aguas subterráneas: 0.62 – 0.75%
• Aguas superficiales: 0.017%
• Atmósfera: 0.001%
• Biosfera: 0.0005%

La distribución no es uniforme y cubre el 71% de la superficie terrestre. La cantidad total de agua es constante (1.4 x 10²¹ kg).

• Humedad del suelo: Agua que empapa el suelo, en intercambio constante con la atmósfera.
• Agua subterránea: Forma acuíferos, relativamente constante.

Composición

Sales Disueltas

Iones:

• Aniones (-): Cloro y sulfato
• Cationes (+): Sodio, magnesio y calcio

Cuanto más cerrado es un mar y más alta es su temperatura, mayor es su salinidad.

Lagos endorreicos: Lagos con salida solo por evaporación, muy salinos (ej. Monegros).

Gases Disueltos

Gases atmosféricos: N, O, CO₂

Menor temperatura, mayor solubilidad.

En las capas superficiales, la cantidad de oxígeno es mayor por el intercambio gaseoso. En los fondos abismales, casi no hay oxígeno.

Características Físicas de los Medios Acuáticos

Menor presión implica menor punto de ebullición. La presión impide que las partículas de agua salgan en forma de vapor.

El punto de solidificación disminuye a mayor salinidad.

El agua absorbe mucha energía (calor) sin aumentar su temperatura, manteniendo una estabilidad térmica. Los océanos regulan el clima.

El agua es un mecanismo de transporte de calor más eficaz que la atmósfera, una “bomba transportadora del calor”.

Parámetros Físicos

Densidad

Depende de:

• Temperatura: Máxima densidad a 4ºC, por eso el hielo es menos denso y flota. Esto permite la vida acuática, ya que si no, el océano se congelaría desde el fondo.
• Salinidad: Mayor salinidad, mayor densidad.

Radiación

UV e IR son rápidamente absorbidas, penetrando solo unos centímetros. La luz visible llega a mayor profundidad (máxima penetración el azul).

Distribución de la Luz en la Profundidad

• Zona fótica: Océanos claros (800-1500 metros)
• Zona afótica: No llega la luz

Distribución de la Temperatura en la Profundidad

• Epilimnion: Capa superficial. Agua más caliente y menos densa, con luz, oxígeno (disuelto de la atmósfera), y falta de nutrientes.
• Termoclina: Zona donde la temperatura desciende bruscamente. Separa aguas de distinta temperatura y densidad, que no se mezclan. La luz está en la zona fótica, los nutrientes se hunden, y el O₂ se disuelve desde la atmósfera.
• Hipolimnion: Capa profunda. Agua más fría y densa, sin O₂ pero con nutrientes.

Epilimnion: Zona con luz, fitoplancton, escasez de nutrientes, abundancia de oxígeno.

Hipolimnion: Acumulación de nutrientes, escasez de oxígeno.

Termoclina en Distintos Océanos

• Océanos tropicales: Termoclina constante, muy marcada, agua superior muy cálida.
• Océanos polares: Temperatura baja y constante todo el año, apenas hay termoclina.
• Océanos templados: Termoclina solo en verano, muy marcada, se va diluyendo.

El Ciclo del Agua

Seguimiento de la Molécula de Agua

El océano es el primer reservorio de agua de la tierra (6 a 9 años). Luego pasa a la biosfera.

• Deposiciones superficiales: Entrada y salida rápida.
• Deposiciones profundas: Penetración lenta, larga duración, movimientos horizontales.

Movimientos de un Reservorio a Otro

1. Evaporación: Del mar a la atmósfera y por condensación, formación de nubes.
2. Precipitación: Cae en forma líquida, en mar o zona continental, volviendo pronto a la atmósfera.

La nieve compactada forma hielo (lentamente), con hielo de hasta 740,000 años. Los glaciares disminuyen por fusión y evaporización (sublimación).

Agua de lluvia y agua fundida abastecen ríos y lagos, que acaban en los océanos.

Ríos empinados transportan agua directamente del glaciar al mar. Algunos ríos se desecan antes de llegar al mar.

Gran evaporización y pocas precipitaciones resultan en lagunas con mucha salinidad.

Comportamiento del Agua del Subsuelo

Parte del agua es absorbida por las plantas.

Nivel freático: Límite entre depósitos superficiales y agua subterránea, con movimientos horizontales y verticales por evaporización. El agua subterránea fluye hacia los ríos y grietas.

Evapotranspiración: Evaporación desde el suelo y transpiración de los seres vivos.

Percolación: Movimiento del agua a través de un material poroso hacia capas más profundas.

Parte Interna

• Salida: Desde el manto por las dorsales y volcanes asociados a zonas de subducción.
• Entrada: Desde el agua del mar a la corteza y al manto por las zonas de subducción.

Parte Externa

• Movimiento ascendente: Evaporación (energía solar).
• Movimiento descendente: Precipitación (gravedad), escorrentía.

Escorrentía: Flujo de agua de las zonas continentales hacia el océano (superficial y subterránea).

Tiempo de residencia del agua: Cuanto más grande es el reservorio, más lentamente se mueve el agua.

• Seres vivos: 7 días
• Atmósfera: 9-10 días

Dinámica Oceánica

Agua superficial: Movimientos debidos al viento (olas, corrientes superficiales).

Agua profunda: Movimientos por diferencias de densidad (corrientes profundas lentas).

Corrientes Superficiales

• Vientos alisios: Corrientes ecuatoriales
• Vientos del oeste: Corriente del Golfo

Corriente del Golfo

Transporta calor desde latitudes tropicales hacia el norte por la costa norteamericana y atraviesa el Atlántico para bañar el norte de Gran Bretaña (Irlanda) y costas de los países Nórdicos (costa escandinava).

Afloramientos (Upwelling)

En las zonas orientales de los océanos tropicales, el agua es desplazada por los alisios y reemplazada por agua profunda.

Los puntos de la tierra que desplazan su agua por corrientes superficiales son “rellenados” por afloramientos (puntos de conexión entre corrientes profundas y corrientes superficiales). El agua profunda “aflora”.

• Corrientes subtropicales: Se originan en la zona subtropical y ascienden hasta prácticamente por debajo de las zonas polares.
• Corriente ecuatorial: La más importante, zona del Índico. Es agua rica en nutrientes.

Corrientes Profundas

Corrientes termohalinas: Debidas a diferencias de densidad por:

• Diferencias de temperatura
• Diferencias de salinidad

No se mezclan ni intercambian calor.

La salinidad influye: muchas precipitaciones = menos salinidad, evaporación = más salinidad. Las aguas más salinas son más densas y tienden a hundirse.

La Cinta Transportadora Oceánica

Punto clave donde se inicia toda la circulación termohalina en el Atlántico norte (cerca de Groenlandia) se produce un hundimiento del agua de ahí y circula hacia el sur. La zona del Atlántico norte es reemplazada por el agua superficial de la corriente del Golfo que viene de latitudes inferiores.

Cinta transportadora oceánica: Conjunto de circulación de agua profunda y las zonas de afloramiento donde las aguas profundas vuelven a salir a la superficie.

Corrientes Profundas

• Son más lentas que las corrientes superficiales.
• Al emerger, llevan gran cantidad de nutrientes y son muy productivas.
• El motor atmosférico y oceánico funciona con energía solar pero al revés:
  • Atmósfera: Calentamiento superficial del aire que origina su ascenso.
  • Océano: Enfriamiento invernal de la superficie que origina su descenso.

El Niño

El Niño es un fenómeno climático, erráticamente cíclico (ciclos entre tres y ocho años). El nombre del «El Niño» se debe a pescadores del norte de Perú que observaron que las aguas frente a las costas se calentaban en la época de las fiestas navideñas y los bancos de peces huían hacia el sur. A este fenómeno le dieron el nombre de Corriente de El Niño, por su asociación con la época de la Navidad y el Niño Jesús. El nombre científico del fenómeno es Oscilación del Sur.

El desplazamiento superficial del agua por los vientos alisios arrastra desde la costa este hasta la costa oeste lo que provoca un déficit de agua en el Pacífico oriental y exceso en el Pacífico occidental. Se reemplaza mediante un afloramiento en una corriente profunda procedente de la Antártida aflora en la zona de déficit. Corriente de Humboldt aguas muy frías y con muchos nutrientes. Por esto la zona occidental tiene agua más caliente que la zona oriental (Antártida).

Pero cuando sucede el fenómeno del niño:

Dura año y medio. Los alisios pierden intensidad hasta desaparecer no se sabe cuál es la causa..

Efectos

En América del Sur:

• Disminución de la intensidad de la Corriente de Humboldt.
• Pérdidas pesqueras en ciertas especies e incremento en otras.
• Periodos muy húmedos.
• Baja presión atmosférica.
• Inundaciones.
• Pérdidas agrícolas.

En el sudeste de Asia:

• Lluvias escasas.
• Enfriamiento del océano.
• Periodos muy secos.
• Alta presión atmosférica.
• Escasez de alimentos marinos.
• Cultivos arruinados.

En América Central:

El fenómeno se ha asociado a mayor incidencia de frentes fríos, aumento del número de huracanes en el Pacífico mientras que disminuyen en el Atlántico, Caribe y golfo de México, tal como se ha venido observando en los últimos años.

En el Mundo:

• Consecuencias globales:
• Cambio de circulación atmosférica.
• Cambio de la temperatura oceánica.
• Pérdida económica en actividades primarias.

La Niña

A nivel regional: lo contrario, mismos intervalos de tiempo, menos intenso. Los vientos alisios se refuerzan, por lo tanto, se intensifica la situación normal: Oceanía más húmedo y lluvioso y en Sudamérica se intensifica la sequía. Se refuerza la salida de agua profunda que sale de la Antártida.

A nivel mundial: en todo el mundo hay consecuencias.

[agua joven: Mediterráneo, salada]

Olas

Las olas son ondas que se desplazan por la superficie de los mares, pero no existe un desplazamiento de las partículas. Hay desplazamiento al llegar a la costa: rotura de la ola.

Mareas

Marea es el cambio periódico del nivel del mar, producido principalmente por las fuerzas gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol.

Cuatro mareas diarias (dos altas y dos bajas) cambia cada 6 horas, estas mareas no son siempre del mismo nivel.

• Mareas vivas: Subida o bajada mayor de lo normal. La luna y el sol suman la fuerza de atracción.
• Mareas muertas: Subida o bajada menor de lo normal. Ángulo recto entre la luna y el sol. Porque la marea baja está un poco atraída por el sol y la marea alta solo está atraída por la luna.

Dinámica de las Aguas Continentales

Aguas Subterráneas

Acuífero: Área bajo la superficie de la tierra donde el agua se almacena. Circula por los poros y fisuras lentamente a favor de la gravedad. Lo importante no es el número total de poros, sino la porosidad eficaz: cantidad de poros conectados unos con otros. Todos los poros solo una parte tienen agua (movimiento vertical) más lluvia, más poros llenos.

Porosidad eficaz: Volumen de poros conectados

Partes de un Acuífero:

• Zona de aireación: Poros parcialmente llenos de agua. Desplazamiento vertical
• Zona de saturación: Poros totalmente saturados de agua. Desplazamiento horizontal. Está por encima de una capa impermeable.
• Nivel freático: Límite superior de la zona de saturación.

Estructura de un Acuífero:

• Entrada de agua: Infiltración
• Río influente: Cuya agua se infiltra y alimenta el acuífero
• Salida de agua: Evaporación, Pozos, Manantiales
• Río efluente: Ríos que recargan su caudal desde el agua de los acuíferos.

Ríos

Cuenca hidrográfica: Territorio drenado por un único sistema de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río. Unidad básica en la que se estructuran los recursos de agua de los que disponemos. Sector geográfico que recoge las aguas que colecta un río delimitado por una línea divisoria (línea de cumbres) más allá de la cuál las aguas desaguan en otro río.

Balance hídrico: Balance entre los aportes de agua por precipitación y su salida por evapotranspiración, recarga subterránea y corrientes superficiales.

P = ETR + ES + ΔH + ΔS + CS

Precipitación = evapotranspiración + escorrentía superficial + cambios de humedad en el suelo + cambios en almacenamiento de agua subterránea + corrientes subterráneas

Evapotranspiración Potencial y Real

ETP: Agua devuelta a la atmósfera como vapor desde un suelo completamente cubierto de vegetación y sin limitación de agua

ETR <=>>

Diagrama de Balance Hídrico

Representa precipitaciones, ETP y ETR

• Superávit: P > ETP y reservas del suelo llenas
• ETP > P No hay déficit cuando se utilizan las reservas del suelo
• Déficit: ETP > P agotadas las reservas
• P > ETP No hay superávit cuando se están rellenando las reservas

Zona árida: Déficit de agua todo el año o la mayor parte

ETR: cantidad de agua > di > temperatura y viento

Régimen y Perfil de un Río

Régimen fluvial (régimen de un río): Estudio del caudal de un río a lo largo del año.

Caudal: Medida de volumen de agua que pasa en un determinado tiempo.

Existe una correspondencia bastante estrecha entre el registro de los aforos y los registros de lluvias:

• El régimen fluvial será mucho más irregular en las cuencas con climas secos (las crecidas e inundaciones serán mucho más violentas).
• Por el contrario, en las regiones de clima lluvioso, el régimen fluvial mostrará menos altibajos y un caudal relativamente abundante.
• La regularidad del caudal es mayor en los ríos de cuenca muy extensa.
• El régimen fluvial seguirá al pluviométrico, con un cierto desfase en el que intervendrán múltiples factores (extensión de la cuenca, relieve y pendiente, vegetación, etc.).

Hidrograma: Gráfico que representa el caudal frente al tiempo.

Tiempo de respuesta: Tiempo entre la mitad de las precipitaciones y el máximo caudal en un punto. Depende de: la vegetación y el tipo de suelo. Su conocimiento permite prevenir riesgos.

Coeficiente de caudal mensual (CCM) = Caudal medio mensual / Caudal medio anual

• CCM = 1 caudal igual todo el año
• CCM < 1 aguas bajas
• CCM > 1 aguas sueltas

Perfil Longitudinal

Línea ideal que dibuja un río desde su nacimiento hasta su desembocadura.

La curva ideal se alcanzaría en un perfil en equilibrio, es decir en un río en el que no hubiese ni erosión ni sedimentación.

El nivel de base es la parte inferior del río. Se alcanza, siempre, en la desembocadura.

Un cambio en el nivel de base implica la modificación del perfil, que cuando llega a la cabecera da lugar a un retroceso de la misma.

Las corrientes son muy bonitas. Cuando me miro en el espejo veo corrientes. Corrientes feas, arrugadas como pasas y cuando voy a cagar las corrientes se vuelven enormes, desagradables, aunque cuando la corriente viene acompañada de un ligero remolino de aire suelta una fragancia con aroma a fresa. Eso, señor profesor, son las corrientes. FIN