T.6: El Agua Marina y sus Parámetros Fisicoquímicos Esenciales

El agua marina es un cimiento clave para entender la significación ecológica y ambiental de los océanos como medio primario y necesario para el desarrollo de la vida en nuestro planeta. En el agua se desarrolló originalmente la vida y esta favoreció la modificación de la atmósfera. Las masas oceánicas han controlado las variaciones del clima terrestre al incidir directamente sobre el ciclo del carbono. A escala global, las masas oceánicas representan casi el 70% de la superficie del planeta. Los océanos contienen el 98% del agua existente. El agua es un excelente disolvente, lo que explica el carácter salado de las aguas marinas con concentraciones de sales, nutrientes y otros gases en disolución de enorme valor ambiental, como el CO2. Otra característica es que se encuentra en estado líquido; las moléculas de agua se mueven con libertad. También posee un elevado calor específico y una enorme inercia térmica. Las aguas marinas son un regulador térmico, ya que su movilidad les permite almacenar, transportar y liberar cantidades de calor de unas latitudes a otras, contribuyendo al equilibrio térmico del planeta. Los principales parámetros fisicoquímicos del ambiente marino son: temperatura, salinidad, densidad y presión.

Presión

El principio de la presión hidrostática es la presión que ejerce el agua igualmente en todas direcciones sobre cualquier superficie de contacto, y que aumenta en proporción directa a la profundidad del océano. Por definición, la presión es cero en la superficie del mar. También se emplea una unidad especial, el decibar, que es igual a la profundidad del agua en metros. La densidad del agua marina se ve determinada por: temperatura, salinidad y presión.

Temperatura

La temperatura del agua de mar es un factor determinante en la distribución y la abundancia de los organismos marinos, la forma de los mismos y la velocidad con que se llevan a cabo sus reacciones metabólicas, ya que la presencia de temperaturas frías ralentizaría estas reacciones. La atmósfera es la fuente de calor y de agua condensada, evaporada del océano. Pero la superficie del océano también devuelve calor y agua a la baja atmósfera. Otras fuentes de calor son: el calor interior de la Tierra, derivado de los procesos químicos y biológicos que se realizan en el seno del océano. Los océanos y los continentes se comportan de forma opuesta ante la absorción de energía radiada. Las capas superficiales del mar están sometidas a las variaciones térmicas estacionales. La temperatura en superficie varía durante el día, con las estaciones, la acción del viento y las corrientes, y con la nubosidad. La distribución de la temperatura en profundidad depende de la morfología de la cuenca oceánica y de la circulación profunda. La temperatura de los océanos en latitudes medias y bajas puede describirse como un sistema de tres capas:

1. El agua superficial sometida a la radiación solar intensa, todo el año en latitudes bajas y en verano en latitudes medias, formando así una capa superior de temperatura.
2. Bajo esta capa cálida, la temperatura disminuye bruscamente en la termoclina, que funciona como frontera biológica separando las aguas iluminadas de las aguas profundas ricas en sales y nutrientes.
3. La temperatura del agua desciende en las zonas polares donde se alcanzan temperaturas superficiales de congelación.

Para las medidas en superficie no existen dificultades y la precisión depende del termómetro. Para las medidas en profundidad se han ideado varios instrumentos como: termómetros basculantes y electrónicos, o mediante teledetección satelitaria.

T.7: Salinidad y Densidad del Agua Marina: Composición y Medición

Salinidad

Es la cantidad de sólido disuelto en 1 kg de agua de mar, expresado en partes por mil (‰). Varía de un punto a otro del océano. En los océanos, oscila entre 33 y 37 ‰, según la posición geográfica. Las zonas de mar abierto ecuatoriales presentan valores de 34,5 a 35 ‰, y en los cinturones subtropicales de 37 ‰. En la desembocadura de los grandes ríos se originan valores inferiores a 30 ‰, y en mares casi desconectados del mar abierto, de 40 ‰. La distribución de la salinidad en la superficie de los océanos es casi simétrica en los dos hemisferios. En las áreas ecuatoriales la salinidad es menor, y hacia latitudes más altas decrece aún más. En zonas costeras, la salinidad generalmente es más baja.

Haloclina

La relación entre salinidad y profundidad se puede observar en un sistema de tres capas:

1. Una capa superficial de salinidad alta.
2. Una zona de disminución rápida de salinidad, la haloclina.
3. Por debajo de la haloclina, una zona de salinidad muy baja.

Como consecuencia, las características de las masas de agua presentan una estructura vertical estratificada, con aguas ligeras en superficie y aguas con densidad creciente en profundidad.

Método de Knudsen

La medición de la salinidad se realizaba mediante el método de Knudsen, que se basa en la ley de constancia de las proporciones iónicas de los constituyentes principales.

Composición del Agua de Mar

La composición del agua de mar la integran diez sustancias químicas inorgánicas y orgánicas, 9 iones y un compuesto. Los cationes base dominantes del agua marina (Na, Mg, Ca, K, Sr), junto con Al y Si, proceden de la meteorización de las rocas. Los aniones dominantes en el agua marina son (Cl, Br, S, HCO₃⁻). También están los constituyentes menores, que son aquellos iones presentes en menores cantidades, excepto el F y el Si. El anión sulfato y los cationes magnesio, calcio y potasio son abundantes. Menos abundantes, aunque importantes, son el bromo, carbono, estroncio, boro, sílice y flúor.

Densidad

Se define como la masa por unidad de volumen de agua. Debido a la presencia de sólidos disueltos, el agua marina es más densa que el agua dulce pura. Tanto la temperatura como la salinidad afectan a la densidad. El agua marina se vuelve más densa conforme se enfría. La densidad también es mayor conforme aumenta la salinidad. Bajo la zona superficial se halla la zona de la picnoclina, coincidiendo con la termoclina y la haloclina, donde la densidad del agua cambia con el aumento de la profundidad.