TEMA 07: Características de las aguas marinas (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Hidrología continental y marina
Profesor J.A.P.A.
Año del apunte 2017
Páginas 6
Fecha de subida 14/11/2017
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Hidrología continental y marina TEMA 7: CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS MARINAS LAS GRANDES CUENCAS OCEÁNICAS: OCÉANOS Y MARES OCÉANO: depresión extensa, de profundidad irregular, que posee un relieve sobre cuya “cubeta” se extienden grandes superficies de agua salada.
Poseen características diferenciales con respecto a las partes emergidas en: el agua, su dinámica y las formas de vida.
El continuo de las masas de agua contenidas en las cuencas, que cubren las depresiones de la corteza terrestre, forma mares y océanos. Son las grandes extensiones de agua separan los continentes.
MARES: algunas de las zonas cercanas a las costas situados casi siempre sobre la plataforma continental.
Presentan profundidades pequeñas, que por razones históricas o culturales tienen nombre propio.
CARACTERÍSTICAS DEL AGUA DEL MAR DENSIDAD: relación de la masa de agua por unidad de volumen a una determinada temperatura y presión.
Temperatura y salinidad son los factores más importantes en la variación de la densidad.
TEMPERATURA: grado de “calor” que existente en un punto determinado del mar. Este grado de calor se debe a: la energía solar, el calor del interior de la Tierra y la energía derivada de procesos químicos y biológicos. Esta variación de temperatura también está determinada por: la profundidad y la latitud.
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ: la luz que penetra en la columna de agua se transmite hacia la profundidad a modo de calor, o puede ser dispersada y se ve afectada por la transparencia, turbidez y absorción, esto repercute en los organismos.
Reflexión: luz que el mar devuelve a la atmosfera, Refracción: cambio de dirección que experimenta la luz al pasar de la atmosfera a la columna de agua.
COLOR: consecuencia de la rápida absorción de las radiaciones rojas y naranjas del espectro visible, mientras que las verdes, azules y violetas no son absorbidas rápidamente.
Hay que considerar que en los litorales se percibe principalmente el color verde o pardo amarillento, esto es como consecuencia de los materiales en suspensión, al igual que los materiales, los organismos también pueden modificar la coloración.
PROPAGACIÓN DEL SONIDO: de forma más rápida y con menor perdida de energía que en el aire. En el mar viaja a una velocidad de 1400 a 1600 m/s, y en el aire viaja a 340 m/s. Esta propiedad ha hecho posible los estudios relacionados con las profundidades oceánicas, ya que se han utilizado aparatos acústicos.
La velocidad del sonido está en relación directa con la temperatura, la salinidad y la profundidad, en otras palabras, al momento de aumentar cada uno de estos factores, la velocidad del sonido se incrementa.
SALINIDAD: el agua de mar es una solución acuosa de sales, en esta solución destacan los cloruros, sulfatos, bromuros, carbonatos, estos equivalen al 35 por mil de sales disueltas, en otras palabras, esto nos indica que, en un kilogramo de agua de mar, 35 gramos son sales.
PH: relación existente entre la concentración de iones de hidrogeno y oxidrilos, esto determina su alcalinidad o acidez. Esta propiedad es importante biológicamente, ya que determina los procesos y fenómenos de los organismos marinos.
El valor oscila entre 7.5 y 8.4, lo que indica que es alcalina, la variación está en función de la temperatura, la presión, la profundidad y la actividad de los organismos.
MEDIDA DE LA SALINIDAD Salinidad de los océanos: combinación de las sales que están disueltas en el agua de océanos y mares. Hay una gran cantidad de sustancias disueltas en el agua de los océanos.
Relativa facilidad para su estudio: las proporciones de los componentes son siempre aproximadamente las mismas y su concentración es muy variable.
Su medición (estimación) suele hacerse a partir de la medición de un solo parámetro, como: Conductividad eléctrica: mide los cambios que sufre la conductividad eléctrica del agua marina en relación a la cantidad de sales disueltas. Cuanto más concentrada esté el agua marina, será mejor conductora. Se considera el método más fiable.
Índice de refracción: basado en la velocidad del sonido. Por las características del agua del mar la velocidad de propagación del sonido cambia de acuerdo con las variaciones de temperatura, salinidad y presión. Cuanto más altas sean estas características del agua, tanto mayor será su velocidad.
Concentración de uno de sus componentes: se basa en que la cantidad de las diferentes sales permanece prácticamente constante.
VARIACIONES DE SALINIDAD A partir de innumerables mediciones realizadas en diferentes puntos del océano, se ha podido determinar que 35 partes por mil es la salinidad media del agua del mar.
La variación de la salinidad depende de la temperatura y del aporte de agua dulce. Al aumentar la temperatura de las aguas, por consecuencia se incrementa la evaporación y la concentración de sales, también el aporte de los ríos provoca una disminución por dilución.
En consecuencia, la salinidad es alterada por procesos que añaden o quitan sal del mar: − − − Evaporación = incremento de la salinidad Precipitación = descenso de la salinidad Escorrentía de los ríos = descenso de la salinidad − − Congelación del agua del mar = incremento de la salinidad de las aguas circundantes Derretimiento de los hielos oceánicos = descenso de la salinidad de las aguas circundantes Haloclina: zona de rápida variación de la salinidad con la profundidad.
LA TEMPERATURA DE LOS OCÉANOS Como el océano es calentado por arriba, las aguas calidas quedan en la superficie y el océano se estratifica.
Los océanos absorben calor preferentemente en los trópicos y pierden el calor en latitudes altas del hemisferio norte.
En latitudes medias, el océano esta estratificado verticalmente y se pueden diferenciar tres regiones: la capa limite superficial (tiene propiedades uniformes debido a turbulencia por acción de los vientos y flujos de calor), una zona de rápida disminución de la temperatura (termoclina) y el océano profundo (la temperatura varia relativamente poco).
La termoclina generalmente coincide con la haloclina (zona de rápida variación de la salinidad con la profundidad) y con la picnoclina (zona de gran gradiente vertical de densidad).
MEDIDAS DE LA TEMPERATURA Conductividad eléctrica: algunos instrumentos basados en la medición de la conductividad eléctrica incorporan sensores CTD que también miden la temperatura.
Sensores remotos: para la medición de la temperatura superficial.
LA DENSIDAD DEL AGUA DEL MAR La densidad es uno de los parámetros más importantes en el estudio de la dinámica de los océanos. Pequeñas diferencias en la densidad horizontal pueden producir corrientes muy fuertes. Su cálculo normalmente se obtiene bajo la combinación de tres factores (temperatura T, salinidad S y presión P).
DISTRIBUCIÓN DE LA DENSIDAD − − En la superficie del mar la densidad aumenta desde el Ecuador hacia las altas latitudes.
En profundidad la densidad aumenta desde la superficie hacia el fondo del océano.
TEMPERATURA Y DENSIDAD − − − Con temperatura de agua por encima de 4ºC = la densidad desciende a medida que la temperatura asciende.
El agua aumenta en densidad a medida que la temperatura desciende hasta 4ºC.
La máxima densidad del agua se da a 4ºC, por debajo de esa temperatura, la densidad desciende.
SALINIDAD Y DENSIDAD: cuanta más salinidad se encuentre en el agua mayor será la densidad: − − La densidad del agua dulce a 4ºC es 1,000 g/cm3 La densidad del agua de mar a 4ºC es de 1,028 g/cm3 MASAS DE AGUA Y FRENTES La distribución de las masas de agua en la zona superior está marcada por las corrientes superficiales. Todos los océanos tienen su propia Agua Central que se caracteriza por tener T moderadamente altas y S por encima del promedio AGUAS INTERMEDIAS: situadas justo debajo de las masas de agua de la zona superior.
Agua antártica intermedia: agua Intermedia más extendida por todos los océanos. Se forma en altas latitudes.
Agua ártica intermedia: se originan aguas intermedias con bajos valores de salinidad en el Hemisferio Norte a altas latitudes. Su importancia relativa depende de cada océano.
Agua mediterránea intermedia: se incorpora al Atlántico a través del Estrecho de Gibraltar. Desde allí fluye hacia el oeste alcanzando las costas del Atlántico Noroccidental. Posee unas características de S=36.5 y T=11ºC.
Agua del mar rojo intermedia: se incorpora al Índico. Posee unas características de S=36 y T=15ºC.
AGUAS PROFUNDAS: se encuentran situadas por debajo de las aguas intermedias. Están emplazadas a una profundidad en torno a los 1000 y 4000 m.
La fuente más importante de aguas profundas en los océanos se encuentra en el Atlántico Norte (APAN). La masa de agua que se forma en este lugar se desplaza hacia el sur y su presencia se detecta en todos los océanos del mundo.
El agua se caracteriza por sus valores relativamente altos de salinidad en relación con algunas masas de agua que le rodean. Su origen es el agua superficial relativamente salina y cálida transportada desde bajas a altas latitudes por la Corriente del Golfo y la Corriente del Atlántico Norte.
Agua profunda del pacífico (APP) y el agua profunda del índico (API) se forman por la mezcla de masas de agua procedentes de otros lugares.
AGUAS DE FONDO: se encuentran situadas por debajo de las Aguas Profundas. Están emplazadas a una profundidad superior a los 4000 m y en contacto con el lecho oceánico. Son las aguas más densas de los océanos.
La fuente más importante de este tipo de agua en los océanos se encuentra en la Antártida. La masa de agua que se forma en este lugar se detecta en todos los océanos del mundo. Se conoce esta masa de agua como Agua de Fondo Antártica (AFA).
GASES DISUELTOS En las aguas de océanos y mares se encuentran disueltos los mismos gases que componen el aire libre, las concentraciones son distintas. Estos son esencialmente oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, amoníaco y metano.
FUENTES DE LOS GASES 1. Los gases de la atmósfera se disuelven en el agua con la que están en contacto.
2. Gases expelidos por los procesos químicos, físicos v biológicos son llevados al océano por las aguas terrestres.
3. Con las erupciones volcánicas submarinas.
DISTRIBUCIÓN DE LOS GASES La distribución de los gases en el agua se produce mediante su disolución. Como el agua del océano es un magnífico disolvente, ejerce gran influencia sobre la composición química de la atmósfera.
Factores que inciden − − − Temperatura y la salinidad: Si una de las dos aumenta reducen la solubilidad de los gases.
Actividad metabólica de los seres vivos.
Efecto de la Profundidad: la concentración total y la composición de los gases disueltos varían sobre todo con la profundidad, que afecta la fotosíntesis y la abundancia de organismos.
COMPOSICIÓN DE GASES Aguas oceánicas superficiales bien mezcladas: un 64 % de nitrógeno (N2), un 34 % de oxígeno (O2) y un 1,8 % de dióxido de carbono (CO2), muy por encima este último del 0,04 % que hay en el aire libre.
El oxígeno (O2) abunda sobre todo en la superficie, donde predomina la fotosíntesis sobre la respiración, y suele presentar su mínimo hacia los 400 m de profundidad.
CO2 La capacidad de absorber CO2 del agua oceánica aumenta cuando la temperatura del agua decrece, por lo que es una de las razones por las cuales la concentración de carbono en el fondo del océano es mayor. Si la temperatura del fondo oceánico aumentara, el dióxido de carbono escaparía a la atmósfera. Así, la existencia de la termoclina atrapa CO2 en las profundidades y el océano actúa como reservorio de CO2.
NITRÓGENO El nitrógeno, penetra en el océano de diferentes formas y su contenido casi no varía, porque se combina mal y se consume poco. Algunas de las bacterias que se infiltran lo convienen en nitratos.
LA PENETRACIÓN DE LA LUZ SOLAR El agua de los océanos se encuentra formando capas horizontales que tienen propiedades ópticas muy semejantes, por lo que la cantidad de luz que penetra depende de la que incide y de la que se refleja, siendo las características de la superficie del mar elementos importantes para esta penetración. En mares con espuma producida por una agitación intensa y en los que están cubiertos por hielos, la reflexión es mayor y, por lo tanto, la penetración de la luz menor.
El ángulo con el que inciden los rayos sobre el agua cambia durante el día: penetra más luz al término de la mañana y al inicio de la tarde, en todas las latitudes, debido a que el ángulo de incidencia se incrementa cuando el Sol pasa del mediodía.
ZONAS DE PENETRACIÓN DE LA LUZ Teniendo en cuenta la penetración de la luz en el agua del mar, y los efectos que la turbidez, producida por las sustancias en suspensión y los microorganismos, puede tener sobre dicha penetración, el mar ha sido dividido en varias zonas sucesivas.
Zona fótica: desde la superficie hasta unos 200 metros de profundidad.
− − Zona eufótica, de los O a los 100 m aproximadamente Zona disfótica, de los 100 a los 200 m más o menos, pudiendo llegar hasta profundidades de 1000 m.
Zona afótica: por debajo de la zona fótica se extiende hasta los 4000 m de profundidad, en donde se encuentran aguas que no reciben ninguna luz, y la única que puede existir es la producida por algunos organismos en el fenómeno llamado bioluminiscencia.
Zona abisal: por debajo de la zona afótica, abarca las máximas profundidades de los océanos y con las mismas características que la afótica.
CICLO DE NUTRIENTES La materia orgánica de los organismos vivos está compuesta de cantidades variables de carbono, hidrógeno y oxígeno. Posee, además, cantidades menores de nitrógeno y fósforo y trazas de azufre y elementos minerales, como hierro, magnesio, zinc etc., los cuales también requiere para su crecimiento.
El fitoplancton realiza la fotosíntesis de materia orgánica en la capa superficial bien iluminada (sobre los 50100 m), donde la radiación solar provee la energía necesaria para este proceso.
Durante la fotosíntesis, el fitoplancton utiliza anhídrido carbónico y agua, que le proveen el carbono, hidrógeno y oxígeno de su estructura orgánica, requiriendo además de nitrógeno, fósforo y sílice, por lo cual a estos elementos también se les denomina nutrientes. Estos elementos pertenecen a los elementos menores. y debido a sus bajas concentraciones en el agua de mar, pueden llegar a limitar la realización de la fotosíntesis y por lo tanto el crecimiento del fitoplancton, de allí que también se les denomina elementos biolimitantes.
Los elementos biolimitantes tienen concentraciones bajas en las aguas superficiales y más altas en las aguas profundas. El aumento de los elementos nutrientes en las aguas profundas y su agotamiento en las superficiales, son una consecuencia de como partículas biogénicas se producen y se destruyen en el océano.
Durante la fotosíntesis, el fitoplancton tiende a consumir casi todos los nutrientes de las aguas superficiales, los cuales se incorporan en su tejido, o partes blandas de las plantas.
Algunas especies de fitoplancton, almacenan sílice en partes duras externas, las que son utilizadas como un esqueleto para contener su material celular. El fitoplancton al ser consumido por otros organismos, los provee de energía y materia orgánica constituida por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y elementos trazas, para su crecimiento.
Al morir los organismos se hunden hacia la zona más profunda. En su viaje hacia el fondo, las partes blandas son eventualmente degradadas por bacterias. Esta degradación o descomposición, devuelve el fósforo y el nitrógeno a sus formas solubles. La disolución de las partes duras silícicas re-solubiliza la sílice. Posteriormente, por procesos físicos, los nutrientes vuelven a la superficie volviendo a ser utilizados por el fitoplancton.
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