La Hidrósfera
Formación del agua
Cuando la Tierra se fue formando, hace unos 4.600 millones de
años, las altas temperaturas hacían que toda el agua estuviera en forma
de vapor. Al enfriarse por debajo del punto de ebullición del agua,
gigantescas precipitaciones llenaron de agua las partes más bajas de la
superficie formando los océanos. Se calcula que unas decenas o cientos
de millones de años después de su formación ya existirían los océanos.
Distribución del agua en la Tierra.
Casi la totalidad del agua se encuentra en los mares y océanos en forma de agua salada. De las aguas dulces
la mayor parte está en forma de hielo y en aguas subterráneas. El agua
situada sobre los continentes y la que está en la atmósfera
son las cantidades proporcionalmente menores, aunque su importancia
biológica es grande.
Distribución
del agua
|
|
Agua líquida
oceánica
|
1322 x 106
km3
|
Agua sólida
oceánica
|
26 x 106
km3
|
Epicontinentales1
|
225.000 km3
|
En la atmósfera
|
12 000 km3
|
Aguas subterráneas2
|
2-8 x 106
km3
|
1) En las aguas epicontinentales se incluyen el mar Caspio, el Aral y el mar Muerto, además de lagos, ríos, etc.
2) Se da una de las muchas estimaciones que se suelen hacer para estas aguas, porque calcular su cantidad es muy difícil.
Ciclo del agua
El agua permanece en constante movimiento. El vapor de
agua de la atmósfera se condensa y cae sobre continentes y océanos en
forma de lluvia o nieve. El agua que cae en los continentes va
descendiendo de las montañas en ríos, o se infiltra en el terreno
acumulándose en forma de aguas subterráneas. Gran parte de las aguas
continentales acaban en los océanos, o son evaporadas o transpiradas por
las plantas volviendo de nuevo de nuevo a la atmósfera. También de los
mares y océanos está evaporándose agua constantemente. La energía del
sol mantiene este ciclo en funcionamiento continuo.
 |
| Representación esquemática del ciclo del agua |
 |
1) Precipitación: Transporte a través de la atmósfera de las nubes hacia el interior con un movimiento circular, como resultado de la gravedad, y perdida de su agua cae en la tierra. Este fenómeno se llama lluvia o precipitación.
2) Infiltración: El agua de lluvia se infiltra en la tierra y se hunde en la zona saturada, donde se convierte en agua subterránea. El agua subterránea se mueve lentamente desde lugares con alta presión y elevación hacia los lugares con una baja presión y elevación. Se mueve desde el área de infiltración a través de un acuífero y hacia un área de descarga, que puede ser un mar o un océano.
3) Transpiración: Las plantas y otras formas de vegetación toman el agua del suelo y la excretan otra vez como vapor de agua. Cerca del 10% de la precipitación que cae en la tierra se vaporiza otra vez a través de la transpiración de las plantas, el resto se evapora de los mares y de los océanos.
4) Salida superficial: El agua de lluvia que no se infiltra en el suelo alcanzará directamente el agua superficial, como salida a los ríos y a los lagos. Después será transportada de nuevo a los mares y a los océanos. Esta agua es llamada agua de salida superficial.
5) Evaporación: Debido a la influencia de la luz del sol el agua en los océanos y los lagos se calentará. Como resultado de esto se evaporará y será transportada de nuevo a la atmósfera. Allí formará las nubes que con el tiempo causarán la precipitación devolviendo el agua otra vez a la tierra.La evaporación de los océanos es la clase más importante de evaporación.
6) Condensación: En contacto con la atmósfera el vapor de agua se transformará de nuevo a líquido, de modo que sea visible en el aire. Estas acumulaciones de agua en el aire son lo que llamamos las nubes.
Se completa así
un ciclo de transferencia del agua que se conoce también como ciclo
hidrológico.
Al año se evaporan 500.000 km3 de agua, lo que da un valor medio de 980 l/m2 o milímetros.
Es decir, es como si una capa de 980 mm (casi un metro) de agua que
recubriera toda la Tierra se evaporara durante el año. Como en la
atmósfera permanecen constantemente sólo 12.000 km3, quiere decir que la misma cantidad de 500.000 km3
que se ha evaporado vuelve a caer en forma de precipitaciones en el
mismo periodo. Aunque la media, tanto de la evaporación como de la
precipitación sea de 980 mm, la distribución es irregular, especialmente
en los continentes. En los desiertos llueve menos de 200 mm y en
algunas zonas de montaña llueve 6.000 mm o más.
El tiempo medio que una molécula de agua permanece en los distintos tramos del ciclo es:
en la atmósfera
|
9-10 días |
en los ríos
|
12-20 días
|
en lagos
|
1-100 años
|
en acuíferos subterráneos
|
300 años
|
en océanos
|
3.000 años
|
Como es lógico estos tiempos medios de permanencia van a tener una gran influencia en la persistencia de la contaminación
en los ecosistemas acuáticos. Si se contamina un río, al cabo de pocos
días o semanas puede quedar limpio, por el propio arrastre de los
contaminantes hacia el mar, en donde se diluirán en grandes cantidades
de agua. Pero si se contamina un acuífero subterráneo el problema
persistirá durante decenas o cientos de años.
Características o propiedades físicas del agua
Las características del agua hacen que sea un líquido idóneo para la vida. La elevada polaridad de la molécula de agua tiene especial interés porque de ella se derivan otras importantes propiedades.
a) Polaridad
Las moléculas de agua son polares. Por esta polaridad el agua
es un buen disolvente de sales y otras sustancias polares pero un mal
disolvente de gases y otras sustancias apolares como las grasas y
aceites.
Polaridad de las moléculas del agua
 |
Una molécula está polarizada cuando situada en un campo
eléctrico se orienta con un lado hacia el polo positivo y con otro hacia
el negativo. Sucede esto porque aunque la molécula en conjunto no tiene
carga, en cambio la distribución de cargas dentro de la molécula no es
homogénea y una zona tiene un incremento de carga positiva mientras otra
zona lo tiene de carga negativa.
En el caso de la molécula de agua sucede así porque el átomo de
oxígeno se une con dos de hidrógeno por enlaces polarizados que forman
entre sí un ángulo de aproximadamente 105º. Como el átomo de oxígeno es
más electronegativo que los de hidrógeno, en el lado del oxígeno se
sitúa la zona negativa y en el lado de los hidrógenos la positiva, con
su centro de acción en el punto medio entre los dos hidrógenos.
Se llama enlace de puente de Hidrógeno al que une a una
molécula de agua con las que están a su alrededor. Este enlace entre
moléculas de agua vecinas se produce por la atracción entre la zona
positiva de una molécula y la negativa de la vecina. Su influencia es
tan notoria que si no fuera por esta atracción el agua sería una
sustancia gaseosa a la temperatura ordinaria ya que su tamaño es muy
pequeño. Como son gases, por ejemplo, otras moléculas de tres o cuatro
átomos como el CO2, el NH3, el H2S, el CH4, similares al agua en tamaño.
b) Calores específicos, de vaporización y de fusión.
Las cantidades de calor necesarias para evaporar, fundir o
calentar el agua son más elevadas que en otras sustancias de tamaño
parecido al estar las moléculas unidas por fuerzas eléctricas entre las
zonas positivas de unas y las negativas de otras.
Esto hace que el agua sea un buen almacenador de calor y así
ayuda a regular la temperatura del planeta y de los organismos vivos.
c) Cohesividad.
Otra repercusión importante de la polaridad es que las
moléculas, al estar atraídas entre sí, se mantienen como enlazadas unas
con otras, lo que tiene gran interés en fenómenos como el ascenso de la
savia en los vegetales o el movimiento del agua en el suelo. Esta
cohesividad de las moléculas de agua entre sí explica también la tensión
superficial que hace que la superficie del agua presente una cierta
resistencia a ser traspasada.
d) Densidad y estratificación
La densidad del agua es de 1kg/l, pero varía ligeramente con la
temperatura y las sustancias que lleve disueltas, lo que tiene una
considerable importancia ecológica.
La densidad aumenta al disminuir la temperatura hasta llegar a
los 4º C en los que la densidad es máxima. A partir de aquí disminuye la
densidad y el hielo flota en el agua. Esto hace que cuando un lago o el
mar se congelan, la capa de hielo flote en la superficie y aísle al
resto de la masa de agua impidiendo que se hiele. Los seres vivos pueden
seguir viviendo en el agua líquida por debajo del hielo.
Las capas de agua de distintas densidades se colocan en
estratos que funcionan como partes independientes. Al no haber
intercambio entre ellas, algunos nutrientes, como el oxígeno o los
fosfatos, se pueden ir agotando en algunas capas mientras son abundantes
en otras.
Solubilidad.
a) Salinidad.-
Los iones que dan la salinidad al agua tienen dos orígenes. Los
arrastrados por el agua que llega desde los continentes y los que traen
los magmas que surgen en las dorsales oceánicas.
En un litro de agua del mar típico suele haber unos 35 g
de sales, de los cuales las dos terceras partes, aproximadamente, son
cloruro de sodio. Hay lugares en los que la salinidad es distinta (por
ejemplo es proporcionalmente alta en el Mediterráneo y baja en el
Báltico), pero siempre se mantiene una proporción similar entre los
iones, aunque las cantidades absolutas sean diferentes.
En algunos mares interiores la salinidad llega a ser muy alta, como es el caso del Mar Muerto con 226 g de sal por litro.
En las aguas dulces continentales encontramos cantidades
mucho menores de iones. El componente principal es el bicarbonato
cálcico (unos decigramos por litro), cuya mayor o menor presencia indica
el grado de dureza de las aguas.
b) Presión osmótica.- La membrana celular es semipermeable,
lo que quiere decir que permite el paso de moléculas pequeñas, pero no
el de moléculas grandes o iones. Esto hace que en los seres vivos haya
que tener muy en cuenta los procesos de ósmosis que provocan, por
ejemplo, que una célula desnuda que se encuentra en un líquido de menor
concentración que la intracelular va llenándose cada vez más de agua
hasta que explota. Los distintos organismos, según vivan en aguas dulces
o saladas, o en zonas de salinidad variable, han tenido que desarrollar
eficaces mecanismos para la solución de estos problemas osmóticos. La
salinidad es, de hecho, una importante barrera que condiciona la distribución ecológica de los organismos acuáticos.
c) Gases disueltos.-
El oxígeno disuelto en el agua supone una importante limitación
para los organismos que viven en este medio. Mientras en un litro de
aire hay 209 ml de oxígeno, en el agua, de media, la cantidad que se
llega a disolver es 25 veces menor.
Otro problema es que la difusión del oxígeno en el agua
es muy lenta. La turbulencia de las aguas, al agitarlas y mezclarlas,
acelera el proceso de difusión miles de veces y es por eso fundamental
para la vida.
La temperatura influye en la solubilidad. Mientras que
los sólidos se disuelven mejor a temperaturas más elevadas, en los gases
sucede lo contrario. Las aguas frías disuelven mejor el oxígeno y otros
gases que las aguas cálidas porque mayor temperatura significa mayor
agitación en las moléculas lo que facilita que el gas salga del líquido.
La solubilidad del gas en agua disminuye mucho con la disminución de presión.
En un lago situado a 5.500 m de altura, por ejemplo, con una presión
atmosférica, por tanto, de 0,5 atmósferas el oxígeno que se puede
disolver es mucho menos que si estuviera a nivel del mar.
Solubilidad de gases (ml/l)
a 1 atmósfera
|
||||||
agua dulce
|
agua del mar
|
|||||
0° C
|
12° C
|
24° C
|
0° C
|
12° C
|
24° C
|
|
Nitrógeno
|
23
|
18
|
15
|
14
|
11
|
9
|
Oxígeno
|
47
|
35
|
27
|
38
|
28
|
22
|
CO2
|
1715
|
1118
|
782
|
1438
|
947
|
677
|
Ríos
Los ríos nacen en manantiales en los que surgen a la
superficie aguas subterráneas o en lugares en los que se funden los
glaciares. A partir de su nacimiento siguen la pendiente del terreno
hasta llegar al mar.
Un río con sus afluentes drena una zona que se conoce como cuenca hidrográfica. La separación entre cuencas es la divisoria de aguas.
Desde su nacimiento en una zona montañosa y alta hasta su desembocadura en el mar el río suele ir disminuyendo su pendiente. El perfil longitudinal
muestra muy bien el transcurrir del río hasta que llega al mar.
Normalmente la pendiente es fuerte en el primer tramo del río, cuando
viaja por las montañas (tramo alto), y se hace muy pequeña, casi horizontal, cuando se acerca a la desembocadura (tramo bajo). La desembocadura marca el nivel de base del río.
El río sufre variaciones en su caudal. En las
estaciones lluviosas aumenta y en las secas disminuye, aunque algunos
ríos presentan el caudal máximo en la época del deshielo. Las crecidas
pueden ser graduales o muy bruscas, como la de un afluente del Elba que
en 1927 creció cuatro metros en dos minutos.
Lagos
Los lagos se forman cuando el agua recogida en una zona no sale
directamente al mar sino que pasa o acaba en una depresión. En muchos
casos del lago sale un río que va al mar, pero en otros no hay
desaguuml;e, sino que las aguas se evaporan a la atmósfera directamente
desde el lago.
Aguas subterráneas
Parte del agua que cae resbala sobre el terreno hasta llegar a
ríos y lagos (agua de escorrentía), pero otra parte se infiltra, bien
directamente cuando llueve, o desde los ríos y lagos. Desde el suelo
parte del agua sale por evapotranspiración, o por manantiales o alimenta
ríos y lagos a través de su lecho.
Las rocas y suelos que dejan pasar el agua se llaman permeables
en contraposición a las impermeables. El agua que penetra por los poros
de una roca permeable acaba llegando a una zona impermeable que la
detiene. Así la parte permeable se va llenando de agua (zona de saturación). La zona por encima de esta en la que el agua va descendiendo pero en los poros todavía hay aire se llama zona de aireación y el contacto entre las dos, nivel freático. El nivel freático sale por encima de la superficie cuando tras fuertes lluvias el suelo se encharca.
 |
Las rocas porosas y permeables que almacenan y trasmiten el agua se llaman acuíferos. Veremos que son una fuente importante de agua para uso humano.
Los principales tipos de acuífero son:
Acuíferos detríticos.- Están formados por masas de rocas
fragmentadas, como las arenas o las gravas, que almacenan el agua en
los espacios intersticiales.
Acuíferos cársticos.- Algunas rocas son disueltas por
el agua y forman unas estructuras geológicas típicas llamadas Karst
capaces de almacenar grandes cantidades de agua.
Las calizas son las rocas que más habitualmente forman Karsts,
pero también las dolomías, los yesos y las sales pueden formarlos.
Glaciaciones
Las glaciaciones han sido lo más característico de los últimos dos millones de años de la historia de la Tierra. Su influencia
es tan grande que marcan el inicio de un periodo geológico distinto que
llamamos Cuaternario. A lo largo de este periodo se han sucedido épocas
más frías, en las que los hielos se han apoderado de grandes
extensiones en el norte y el sur del planeta, y épocas más templadas en
las que las aguas heladas se han retirado hacia las cercanías de los
polos o las altas montañas. Estas oscilaciones climáticas han tenido una
gran influencia en la distribución de los seres vivos.
Glaciares
Los glaciares son grandes masas de hielo que se forman cuando
la nieve que cae va acumulándose de un año a otro, sin que le dé tiempo
para fundirse. Por la presión la nieve va perdiendo el aire y acaba
formándose primero hielo lechoso y luego hielo azul, tan transparente
como el cristal.
Para que existan glaciares en una zona se requieren dos condiciones:
1. que tenga promedios de temperatura tan bajos como para permitir que la nieve se acumule de un año a otro. Esto sucede en las zonas ecuatoriales a partir de los 5.000 m de altitud y en la Antártica al nivel del mar.
2. que tenga precipitación suficiente.
Así, por ejemplo, hay lugares del norte de Siberia muy fríos
pero en los que llueve tan poco que la capa de nieve rara vez supera el
metro de altura.
En las regiones polares los glaciares cubren grandes extensiones y se les llama casquetes glaciares o inlandsis. En el resto del mundo sólo encontramos glaciares de montaña que en total ocupan una extensión treinta veces menor que la ocupada por los
inlandsis.
Zonas periglaciares
Se llama zonas periglaciares a las grandes extensiones
que rodean a los casquetes glaciares o que se sitúan inmediatamente por
debajo de las zonas de nieves perpetuas de las montañas.
Su suelo no está cubierto por el hielo permanentemente, pero está helado la mayor parte del año. Este suelo se llama permafrost
y está permanentemente helado a partir de una pequeña
profundidad. Cuando en la primavera se deshiela la capa más
superficial se forman grandes charcos en los que se reproducen los
mosquitos.
Glaciaciones e interglaciaciones
Durante la historia de la Tierra ha habido hasta siete, y quizás
más, episodios de amplias glaciaciones, en las Eras Precámbrica y Paleozoica. El periodo glaciar en el que nos encontramos
ocupa el Periodo Cuaternario, como hemos dicho, empezó hace unos
dos millones de años y todavía continúa.
Dentro en un tiempo
glaciar las temperaturas van subiendo y bajando cada varias decenas
de miles de años. En la actualidad, desde hace unos 12.000
años, estamos en un periodo interglacial cálido
(dentro de la glaciación del Cuaternario), en el que las
mediciones en los inlandsis y los glaciares de montaña indican
que continuamente van disminuyendo de tamaño desde hace 12.000
años. El anterior periodo cálido similar al actual
sucedió hace algo más de 100.000 años.
La diferencia de
la temperatura media entre un periodo cálido y otro frío
es de sólo unos 4 a 7ordm;C, pero su efecto es que los glaciares
avanzan hacia el ecuador o retroceden miles de kilómetros.
Estos cambios en la masa de hielos afectan al nivel del mar que
puede subir o bajar varias decenas de metros y a los caudales de
los ríos, distribución de las lluvias y al clima en
general. Por supuesto también afecta de forma importantísima
a la fauna y la flora.
Tabla: Algunos lugares
conectados por tierra cuando el nivel del mar era más bajo
hace unos miles de años
Lugar
|
Tierras unidas
|
Canal de la Mancha
|
Francia y Gran Bretaña
|
Canal de Irlanda
|
Gran Bretaña e Irlanda
|
Varios estrechos del Mediterráneo
|
Europa y Africa
|
Estrecho de Bering
|
Siberia y Alaska
|
Golfo de Tartaria
|
Siberia y Japón
|
Sundra
|
Malasia, Sumatra, Java
y Borneo
|
Varios lugares
|
Australia, Tasmania, Nueva
Guinea
|
Desde su formación
hace casi 4.000 millones de años los océanos contienen
la mayor parte del agua líquida de nuestro planeta. Entender
su funcionamiento es muy importante para comprender el clima y para
explicar la diversidad de vida que hay en nuestro planeta.
Océanos y
mares
Llamamos océanos
a las grandes masas de agua que separan los continentes. Son cinco.
El más extenso es el Pacífico, que con sus
180 millones de km2 supera en extensión al conjunto
de los continentes. Los otros cuatro son el Atlántico,
el índico, el Antártico o Austral y
el ártico.
Dentro de los océanos se llama mares a algunas zonas
cercanas a las costas, situados casi siempre sobre la plataforma
continental, por tanto con profundidades pequeñas, que por
razones históricas o culturales tienen nombre propio.
Relieve del fondo oceánico
La profundidad media de los océanos es de unos cuatro o
cinco kilómetros que comparados con los miles de km que abarcan nos
hacen ver que son delgadas capas de agua sobre la superficie del
planeta. Pero la profundidad es muy variable dependiendo de la zona:
Plataforma continental.- Es la continuación de los
continentes por debajo de las aguas, con profundidades que van desde 0
metros en la línea de costa hasta unos 200 m. Ocupa alrededor del 10 por
ciento del área oceánica. Es una zona de gran explotación de recursos
petrolíferos, pesqueros, etc.
Talud.- Es la zona de pendiente acentuada que lleva
desde el límite de la plataforma hasta los fondos oceánicos. Aparecen
hendidos, de vez en cuando, por cañones submarinos tallados por
sedimentos que resbalan en grandes corrientes de turbidez que caen desde
la plataforma al fondo oceánico.
Fondo oceánico. Con una profundidad de entre 2.000 y 6.000 metros ocupa alrededor del 80 por ciento del área oceánica.
Cadenas dorsales oceánicas.- Son levantamientos
alargados del fondo oceánico que corren a lo largo de más de 60.000 km.
En ellas abunda la actividad volcánica y sísmica porque corresponden a
las zonas de formación de las placas litosféricas en las que se está
expandiendo el fondo oceánico.
Cadenas de fosas abisales- Son zonas estrechas
y alargadas en las que el fondo oceánico desciende hasta más
de 10 000 m de profundidad en algunos puntos. Son especialmente frecuentes
en los bordes del Océano Pacífico. Con gran actividad volcánica
y sísmica porque corresponden a las zonas en donde las placas subducen
hacia el manto.
 |
Temperatura
En los océanos hay una capa superficial de agua templada (12ordm;
a 30ordm;C), que llega hasta una profundidad variable según las
zonas, de entre unas decenas y 400 o 500 metros. Por debajo de esta capa
el agua está fría con temperaturas de entre 5ordm; y -1ordm;C.
Se llama termoclina al límite entre las dos capas. El Mediterráneo
supone una excepción a esta distribución de temperaturas
porque sus aguas profundas se encuentran a unos 13ordm;C. La causa hay
que buscarla en que está casi aislado al comunicar con el Atlántico
sólo por el estrecho de Gibraltar y por esto se acaba calentando
todo la masa de agua.
El agua está
más cálida en las zonas ecuatoriales y tropicales
y más fría cerca de los polos y, en las zonas templadas.
Y, también, más cálida en verano y más
fría en invierno.
Corrientes marinas
Las aguas de la superficie
del océano son movidas por los vientos dominantes y se forman
unas gigantescas corrientes superficiales en forma de remolinos.
El giro de la Tierra hacia el Este influye también en las corrientes
marinas, porque tiende a acumular el agua contra las costas situadas al
oeste de los océanos, como cuando movemos un recipiente con agua
en una dirección y el agua sufre un cierto retraso en el movimiento
y se levanta contra la pared de atrás del recipiente. Así
se explica, según algunas teorías, que las corrientes más
intensas como las del Golfo en el Atlántico y la de Kuroshio
en el Pacífico se localicen en esas zonas.
Este mismo efecto del giro de la Tierra explicaría las zonas de
afloramiento que hay en las costas este del Pacífico y del
Atlántico en las que sale agua fría del fondo hacia la superficie.
Este fenómeno es muy importante desde el punto de vista económico,
porque el agua ascendente arrastra nutrientes a la superficie y en estas
zonas prolifera la pesca. Las pesquerías de Perú, del norte
de Chile, Gran Sol (sur de Irlanda) o las del Africa atlántica
se forman de esta manera.
 |
En los océanos hay también, corrientes
profundas o termohalinas en la masa de agua situada por debajo de
la termoclina. En estas el agua se desplaza por las diferencias de densidad.
Las aguas más frías o con más salinidad son más
densas y tienden a hundirse, mientras que las aguas algo más cálidas
o menos salinas tienden a ascender. De esta forma se generan corrientes
verticales unidas por desplazamientos horizontales para reemplazar el
agua movida. En algunas zonas las corrientes profundas coinciden con las
superficiales, mientras en otras van en contracorriente.
Las corrientes oceánicas
trasladan grandes cantidades de calor de las zonas ecuatoriales
a las polares. Unidas a las corrientes atmosféricas son las
responsables de que las diferencias térmicas en la Tierra
no sean tan fuertes como las que se darían en un planeta
sin atmósfera ni hidrosfera. Por esto su influencia en el
clima es tan notable (ver
Fenómeno del Niño)
Olas, mareas y corrientes
costeras. Modelado de la costa.
Las olas son formadas por los vientos que barren
la superficie de las aguas. Mueven al agua en cilindro, sin desplazarla
hacia adelante, pero cuando llegan a la costa y el cilindro roza en la
parte baja con el fondo inician una rodadura que acaba desequilibrando
la masa de agua, produciéndose la rotura de la ola. Los movimientos
sísmicos en el fondo marino producen, en ocasiones gigantescas
olas llamadas tsunamis.
 |
Tsunami : "Olas
de puerto" en japonés
Las mareas tienen una gran influencia en los organismos
costeros que tienen que adaptarse a cambios muy bruscos en toda
la zona intermareal: unas horas cubiertas por las aguas marinas
y azotadas por las olas seguidas de otras horas sin agua o, incluso
en contacto con aguas dulces, si llueve. Además, en algunas
costas, por la forma que tienen, se forman fuertes corrientes de
marea, cuando suben y bajan las aguas, que arrastran arena y sedimentos
y remueven los fondos en los que viven los seres vivos.
En la cercanía del litoral se suelen producir corrientes costeras
de deriva, muy variables según la forma de la costa y las profundidades
del fondo, que tienen mucho interés en la formación de playas,
estuarios y otros formas de modelado costero.
La energía
liberada por las olas en el choque continuo con la costa, las mareas
y las corrientes tienen una gran importancia porque erosionan
y transportan los materiales costeros, hasta dejarlos sedimentados
en las zonas más protegidas. En la formación de los
distintos tipos de ecosistemas costeros: marismas, playas, rasas
mareales, dunas, etc. también influyen de forma importante
los ríos que desemboquen en el lugar y la naturaleza de las
rocas que formen la costa.
El medio acuático
proporciona a los organismos facilidades para la vida y también
retos que deben solucionar. En el agua es más fácil
mantener la forma del cuerpo y se dan unas condiciones de temperatura
relativamente estables, pero supone dificultades osmóticos
por las diferentes concentraciones salinas, iluminación débil
o nula en cuanto se profundiza y problemas para respirar.
Respiración
en los organismos acuáticos
Los seres vivos que
respiran necesitan oxígeno. Algunos de los animales que viven
en el agua salen a la atmósfera para respirar, pero muchos
organismos pueden usar el oxígeno que está disuelto
en el agua.
| Consumo de oxígeno (ml O2/gr. peso seco/hora a 15°c) | |
Bacterias
|
110
|
Ciliados
|
0.5-10
|
Erizos, medusas, anélidos
|
0.005-0.02
|
Crustáceos
|
0.1-0.2
|
Peces pequeños
|
0.2-0.24
|
Peces grandes
|
0.05-0.1
|
La proporción de oxígeno en el agua depende
mucho de la temperatura, de la agitación de las aguas y la
presión atmosférica y de la actividad de los organismos
fotosintéticos. El fitoplancton genera oxígeno y llega
a sobresaturar las aguas en las que se encuentran.
Los organismos
sin sistema respiratorio ni circulatorio usan la simple difusión
para que el oxígeno pase del agua a sus células, pero
la distancia máxima a la que este método es eficaz
es del orden de 1 mm. Por esto las medusas, las esponjas o las planarias
que usan la difusión para llevar oxígeno a sus células,
tienen limitado su tamaño y la forma de su cuerpo.
Los organismos de vida más compleja han tenido que desarrollar
adaptaciones diversas para respirar. La más comúin son las
branquias y un sistema circulatorio con hemoglobina o sustancias
similares, para transportar oxígeno con eficacia.
Animales acuáticos que respiran aire
atmosférico
Algunos animales,
aunque viven en el agua, obtienen el oxígeno que necesitan
directamente de la atmósfera.
Es el caso de muchos
peces que respiran por la piel, como por ejemplo las anguilas; o
por sus vejigas natatorias, como los peces pulmonados, o
por el intestino.
También salen
al aire para respirar los mamíferos que viven en el
agua, como los cetáceos, que cada diez o veinte minutos deben
subir a la superficie. La clásica imagen de las ballenas
lanzando un chorro de agua corresponde a ese momento en el que salen
a respirar, lo que las hace tan fáciles de localizar y cazar
por los arponeros.
Muchos insectos
han desarrollado gran variedad de curiosos mecanismos para respirar
aire, como tubos conectados a las tráqueas que llegan hasta
la superficie mientras ellos permanecen sumergidos, o sistemas de
pelitos que facilitan la formación de burbujas de aire con
las que se sumergen como si fueran las botellas de un escafandrista
o sistemas para pinchar los tejidos de las plantas que contienen
aire, etc.
Flotando.
Los gases no sólo
tienen importancia para la respiración.
Organismos muy diversos,
desde algunas algas muy primitivas como las cianofíceas,
hasta muchos peces usan los gases para regular su flotabilidad.
Las vejigas natatorias son especialmente interesantes desde este
punto de vista. Suelen ocupar un 3 a un 5 por ciento del volumen del pez y
el animal se mantiene a una profundidad determinada llenándolas
más o menos de gas. Así pueden llegar a ahorrar hasta
un 5 o un 10 por ciento de energía. Un problema que tienen estas vejigas
es que dan un fuerte eco en el sonar que algunos depredadores del
medio marino, como los delfines, usan para localizar a sus presas,
lo que facilita su caza.
Salinidad y ósmosis
El funcionamiento
de algunas algas y protozoos que viven en el agua dulce ilustra
muy bien los problemas osmóticos que los organismos
deben vencer. Cuando se observa estos microorganismos al microscopio
se ve que una vacuola que tienen en su interior va creciendo, llenándose
de agua, hasta que llega un momento en el que se contrae y expulsa
toda el agua, para empezar a llenarse de nuevo. Sucede que en el
interior de sus células la concentración de solutos
es mayor que en el agua dulce que les rodea y por tanto, por ósmosis,
entra agua a su interior. Los organismos que están en un
medio de más salinidad que su citoplasma tienen el problema
contrario, es decir, pierden agua.
La mayor parte de los seres vivos han desarrollado sistemas de regulación
que les permiten vivir en ambientes de salinidad variable. Esto es especialmente
necesario en los que viven en estuarios de ríos, que según
como esté la marea, pasan en muy pocas horas por aguas de salinidad
muy distinta.
Presión
La presión
en el fondo de los océanos llega a ser de cientos atmósferas,
porque cada 10 metros de profundidad suponen una atmósfera
más. Por eso se pensó que los seres vivos que viven
a grandes profundidades serían muy especiales, pero luego
se ha comprobado que no es así, porque el agua, que rellena
totalmente los organismos, es muy poco compresible y los tejidos
se deforman muy poco a causa de la presión.
Las vejigas llenas
de gas si que son problemáticas cuando varía la presión,
porque. Por ejemplo, un litro de gas situado a dos atmósferas
se convierte en dos litros cuando se pasa a una atmósfera.
La presión
también causa problemas al provocar la disolución
en la sangre de gases como el nitrógeno. Es lo que les sucede
a los escafandristas que respiran aire de sus botellas a presiones
altas. El nitrógeno se disuelve en su sangre y cuando vuelven
a la superficie vuelve a salir de la sangre, formando burbujas dentro
de los vasos sanguíneos que pueden producir embolias a veces
mortales. Para evitar esto se sigue un ritmo de ascenso lento que
hace posible la llamada descompresión.
Movimiento de los
organismos en el agua
Los organismos se
mantienen suspendidos en el agua con relativa facilidad, dada su
densidad. En algunos casos la suspensión es activa: a base
de gastar energía nadando para no hundirse. En otros casos
con ayuda de las vejigas natatorias o con la formación de
burbujas, como en las puestas de algunos peces, o en muchos insectos
de vida acuática.
Para nadar, aparte
de la energía empleada en mover las aletas y el cuerpo, tiene
una gran influencia la forma aerodinámica del animal. Los
peces, con un gasto del 2 al 6 por ciento del total de su energía,
alcanzan notables velocidades, como los atunes o los peces voladores
que llegan a alcanzar hasta 50 o 60 km/h. Los delfines llegan a
alcanzar velocidades de 20 a 36 km/h, gracias a su forma aerodinámica
y a la estructura "hojosa" de su piel, que disminuye mucho
las turbulencias.
Sonidos y comunicación
El sonido se trasmite
por el agua a una velocidad tres veces mayor, aproximadamente, que
por el aire.
Los moluscos que
viven enterrados en las arenas de la playa detectan a quien se acerca
por los sonidos de baja frecuencia que producen las pisadas.
Algunos peces producen sonidos por estridulación (frotando
partes del cuerpo entre sí) o por fonación (soplando
aire) con la vejiga natatoria. Los pescadores de Ghana saben donde está
un pez (alacha) introduciendo un remo en el agua y poniéndole el
oído para oír así los sonidos que produce.
Los delfines y otros
cetáceos emiten sonidos y ultrasonidos que les permite localizar
las presas que quieren cazar o comunicarse entre sí, de forma
similar al sistema de sonar.
Transporte de los
organismos.
Muchos organismos
marinos viven sujetos al fondo, pero tienen fases de su vida móviles.
Larvas, huevos o crías de muchos de ellos son transportadas
por las aguas distancias de hasta 50 km antes de que se produzca
su maduración y su fijación en el substrato. Las ostras,
por ejemplo, sincronizan su ciclo de vida con los movimientos del
agua para que cada etapa se produzca en el lugar adecuado. Así
se aseguran la dispersión y la colonización de nuevos
lugares.
Una vez que se quedan
adheridos a las rocas o a los fondos marinos, las olas les azotan
con fuerza, y los organismos como lapas, mejillones, algas, erizos,
etc. que viven en las zonas intermareales, han tenido que desarrollar
potentes sistemas de sujeción y protección o formas
redondeadas para dejarse arrastrar.
