La hidrosfera

1. Distribució de l'aigua en la Terra

2. Composició química de la hidrosfera

3. Característiques físiques dels medis aquàtics

4. El cicle hidrològic

5. Dinàmica oceànica

5.1.- Estructura vertical de les aigües: Termoclina

5.2.- Corrents superficials

5.3- Corrents profunds

5.4.Interacció entre els dos tipus de corrents marins

5.4.1. Cinta transportadora oceànica

5.4.2. Zones d'aflorament   (upwelling)

5.4.3. Fenomen del Niño

5.5. Ones

5.6 Marees.

6- Aigües continentals

6.1. Glaceres

6.2. Aigües corrents superficials

6.3. Aigües subterrànies

7- riscos associats a la hidrosfera (inundacions)

 

La Terra és l'únic planeta del sistema solar en el qual es coneix l'aigua en els seus tres estats: sòlid, líquid i gasós. Si mirem el nostre planeta des de l'espai, caldria anomenar-lo "aigua", ja que aquesta cobreix gairebé les tres quartes parts de la seua superfície. L'aigua és el més valuós dels recursos naturals, ja que forma part de tots els éssers vius i de molts minerals i roques. En l'actualitat, els mars i els oceans són un motiu de preocupació per a una gran part de la humanitat: la meitat de la població mundial habita a menys de 150 km de la costa i més de 200 milions viuen directament del mar. La hidrosfera es va formar per la condensació i solidificació del vapor d'aigua contingut en l'atmosfera terrestre primitiva, a mesura que la temperatura del planeta anava disminuint. La vida s'hi originà fa més de 3000 milions d'anys i,a hores d'ara, la hidrosfera contribueix en gran mesura a conservar-la, atés el seu paper essencial en la regulació dels climes

1. Distribució de l'aigua en la Terra

L'aigua de la hidrosfera, en cas d'estar repartida uniformement al voltant de la Terra, representaria una capa de prop de 3 km d'espessor. Atés que seua distribució no és uniforme, podem considerar sis compartiments o sistemes aquàtics: oceans, glaceres, aigües subterrànies, aigües superficials (aigües salvatges, llacs i rius), atmosfera i biosfera .

La taula 1 representa una estimació aproximada sobre el volum d'aigua present en cada compartiment. Cal destacar que la inmensa majoria de la hidrosfera es troba en forma d'aigua salada, no utilitzable directament pels humans. La resta correspon a les aigües continentals: fixeu-vos en l'important volum d'aigua retinguda en forma de gel en els continents (si tenim en compte que vivim en un període interglaciar); també en el volum d'aigua subterrània, molt superior al de llacs i rius. Així doncs, l'aigua que corre pels nostres rius i que utilitzem com a font primària de'aigua per als nostres usos, és molt escassa.
Compartiments d'aigua Volum (km3) % Sobre el total Temps que hi roman l’aigua
Total d'aigua
1.386 x 106
100
 
Oceans
1.350 x106
97,4
3000 anys
Glaceres
28 x 106
2,02
8000 anys
Aigües subterrànies
8 x 106
0,57
300-5000 anys
Llacs i rius
200.000
0,01
1-100 anys /12-20 dies
Atmosfera
13.000
0,001
9-12 dies
Biosfera
600
0,00004
 

Taula 1. Reserves hídriques de la Terra

Fig. 1: Distribució de la hidrosfera en els diferents compartiments

 La quantitat d'aigua de la hidrosfera es pot considerar constant. Existeixen en l'alta atmosfera reaccions de fotodisociació provocades per la radiació solar que destrueixen el vapor d'aigua; hi ha aigua que entra a la Terra en els meteorits, però en ambdós casos es tracta de quantitats menyspreables. La quantitat d'aigua que surt de l'interior de la Terra (volcans, fonts termals) és compensada per l'aigua que hi entra en les zones de subducció.

2. Composició química de la hidrosfera

   Una característica molt important de l'aigua és la seua capacitat per a actuar com dissolvent de gasos, líquids i sòlids; aquest poder dissolvent és la causa que en la natura l'aigua no es trobe en estat pur. En l'aigua es dissolen gasos, sòlids cristal·lins que es transformen en ions, substàncies orgàniques amb enllaços polars; hi ha substàncies orgàniques molt grans que no arriben a dissoldre's en aigua i romanen en estat coloidal. Les aigües (especialment les dels rius) també tenen substàncies en suspensió procedents de l'erosió de les roques i els sòls. Ens centrarem en els ions i gasos dissolts.

Composició de l'aigua del mar.

   L'aigua del mar posseeix una salinitat mitjana del 3,5 %, el que significa que obtindríem 35g de precipitat salí per cada quilogram d'aigua marina evaporada (35 per mil)
Les sals es troben dissoltes en l'aigua, és a dir, en forma d'ions, dels quals els més abundants són el Cl- i el Na+, constituents de la sal comuna. La majoria procedeixen de l'alteració, per hidròlisi o dissolució, de les roques superficials.

   Existeixen, a més, una sèrie d'elements menys abundants o “secundaris” com el Br, AL Li, I, Rb, Sr, B, F i Fe; i uns altres la concentració dels quals en l'aigua marina depén de processos biològics: el fòsfor i el nitrogen (en forma de fosfats i nitrats - RECORDEU ELS CICLES BIOGEOQUÍMICS- i el silici, utilitzat per les algues diatomees.

També existeixen gasos dissolts, principalment O2 , N2 i CO2 , les concentracions dels quals en l'aigua del mar es troben en equilibri amb les seves pressions parcials (concentracions) en l'atmosfera. Degut al fet que l'oxigen és més soluble que el nitrogen, la relació O2/N2 és major en l'aigua que en l'aire. A diferència de molts sòlids, els gasos són més solubles en aigües fredes, pel que les seves concentracions seran majors en aigües profundes que superficials. Part del CO2 dissolt reacciona amb l'aigua donant àcid carbònic (H2CO3), el qual es troba parcialment dissociat.

CO2 + H2O <------------> H2 CO3 < ----------> HCO3- + H+

3. Característiques físiques dels medis aquàtics

L'aigua presenta unes propietats físiques excepcionals, la causa de les quals és la seua estructura química (estudiada a l’assignatura de biologia):

* Bull a 100º C i solidifica a 0º C  (quan la pressió atmosfèrica és de 1 atmosfera. Aquests són valors de temperatura molt comuns en el nostre planeta i, per això, la podem trobar en els tres estats: sòlid, líquid i gasós.

* Té una elevada calor específica . Dit d'una altra manera: l'aigua és una substància difícil d'escalfar (per a fer passar 1 g d'aigua de 14,5º C a 15,5º C es necessita 1 caloria, mentre que en el cas de l'aire són només necessàries 0,238 calories). Això confereix als medis aquàtics una gran estabilitat tèrmica . A causa de aquesta propietat, els oceans actuen com reguladors del clima: a l'estiu refresquen els continents i a l'hivern els escalfen.

* La densitat varia d'acord amb la temperatura però, mentre que gairebé totes les substàncies es tornen més denses en disminuir la temperatura, l'aigua té una densitat màxima a 4º C i la densitat disminueix a l'allunyar-se d'aquesta temperatura. És, per tant, més densa en estat líquid que en estat sòlid.. La conseqüència d'aquesta propietat anòmala és que el gel sura en l'aigua líquida i que l'aigua més calent sura en l'aigua més freda.

* L'aigua pura posseeix una elevada calor vaporització fet que tinga un gran poder refrigerant (sudoració)

4. El cicle hidrològic

     L'aigua de la Terra està en continu moviment. L'aigua circula contínuament d'uns llocs a uns altres, tot canviant el seu estat físic Els moviments i canvis de fase de l'aigua en la hidrosfera constitueixen un circuit pràcticament tancat, anomenat cicle hidrològic , que es manté en funcionament gràcies a l'aportament d'energia solar i per la força de la gravetat. El Sol proporciona l'energia necessària per a elevar-la i la gravetat fa que l'aigua condensada precipite i que, una vegada en la superfície, viatge cap a zones topogràficament més baixes. La hidrosfera es troba en contínua interacció amb els altres subsistemes terrestres (atmosfera, geosfera i biosfera).

Fig. 2: Canvis d'estat de l'aigua

   Caldria recordar, a més dels processos anteriors, els conceptes de dissolució i precipitació que fan referència a l'estat de les substàncies sólides que pot dur l'aigua en dissolució.

   En el cicle hidrogeològic l'aigua pasa de la hidrosfera a l'atmosfera mitjançant evaporació . El refredament del vapor d'aigua ascendent produeix la seva condensació i la formació de núvols, i per mitjà de la precipitació l'aigua és retornada en forma líquida o sòlida a la superfície terrestre. L'aigua que cau sobre el continent pot seguir diversos camins: el superficial , que consisteix en el seu desplaçament en superfície cap a les zones més baixes, ja siga de manera lliure (aigües salvatges) o canalitzada (rius); l'aigua retinguda , la quantitat de la qual està d'acord amb les característiques d'absorció del sòl, del clima (que afavoreix o dificulta la seua retenció en forma de gel) i de l'acció dels éssers vius que la incorporen i, finalment, l'agua que s'infiltra per les capes permeables del terreny, fins incorporar-se a les aigües subterrànies . Finalment, tota aquesta aigua caiguda sobre el continent, acabarà en els mars. La figura 3 explica tots aquest canvis i se suposa que vosaltres sou capaços de descriure'ls amb detall. Solament aclarirem el concepte d' evapotranspiració , el qual agrupa dos processos, l'evaporació i la transpiració: el primer fa referència al pas de l'aigua des de la superfície terrestre a l'atmosfera, en forma de vapor, per mitjà d'un procés purament físic, mentre que la transpiració té lloc a través de l'acció dels éssers vius, fonamentalment la vegetació.

Fig. 2: Cicle hidrològic (fes clic sobre la imatge)

Animació del cicle hidrogeològic

Pel que fa   a la quantificació del balanç hídric, en els oceans les pèrdues per evaporació superen a les precipitacions, obtenint-se un balanç negatiu; per contra, sobre els continents les precipitacions superen a les pèrdues per evapotranspiració i infiltració, i aquest excedent és igual  a la quantitat d'aigua que, en forma de vessament superficial o subterrània, flueix dels continents als oceans .

Balanç en l'oceà: Precipitació - Evaporació = 385 km3 - 425 km3= - 40.000 km3 /any
Balanç en el continent :Precipitació - Evapotranspiració = 110 km3 - 70 km3 = + 40.000 km3 /any

 

L'oceà termoregulador

 El cicle hidrològic és un mecanisme que regula tèrmicament la superfície del globus transportant matèria i energia des de les zones més calentes a les més fredes. La regulació tèrmica dels oceans té lloc a diversos nivells: l'oceà retorna a l'atmosfera rajos infrarojos, però també cedeix calor per simple conducció, escalfant l'aire, quan la temperatura d'aquest és menys elevada; també pot cedir-li energia en forma decalor latent, és a dir, no disponible de forma inmediata: l'aigua evaporada li retornarà a l'aire el seu calor, quan es condense per a formar els núvols. Aquests fluxos de calor s'experimenten tant en el temps com en l'espai. el calor enmagatzemat per l'aigua en estiu, és alliberat a l'atmosfera en hivern, mentre que les aigues tropicals, fortament escalfades pel Sol viatjarà amb l'ajuda dels vents cap a latituds més altes on es refredaran (ja en parlarem dels corrents marins superficials)

5. Dinàmica oceànica

5.1. Estructura vertical de les aigües: Termoclima

L'aigua dels oceans es pot considerar dividida en dues parts: la zona superficial , damunt de la termoclina , i les aigües profundes . Les aigües superficials estan en continu moviment com a conseqüència principalment dels vents. Els vents produeixen dos tipus de moviments: els corrents marins i les ones . Aquesta capa superficial té una temperatura prou uniforme en tot el seu espessor, entre 12 i 30 ºC segons la latitud, com a resultat de la radiació solar i la barreja produïda pel moviment de les aigües.   Les aigües profundes suposen la major part de l'aigua marina: presenten temperatures entre 5 i -1ºC, sense massa variació tèrmica en produnditat. Aquestes aigües també es mouen, encara que per altres motius, formant uns corrents marins profunds que van pels fons dels oceans a una velocitat molt lenta. Altres moviments de les aigües marines, però no degudes als vents són les marees.

Fig. 4: Variació temperatura dels oceans en funció de la profunditat

L'energia solar mou els oceans de la mateixa forma que passava en l'atmosfera, ja que aire i aigua són dos fruids que es regeixen per les mateixes lleis físiques. Toy i això , hi ha importants diferències, ja que l'aigua, en ser   pràcticament incompressible i unes 1000 vegades més densa que l'aire, presenta uns moviments molt més lents. A més, els continents actuen com una barrera a aquests moviments, cosa que no passava amb l'aire. De totes maneres, aquest moviments d'aigua o corrents marins realitzen una redistribució importantíssima del calor rebut per la Terra. Podem distingir dos tipus de corrents oceànic: superficials i profunds.

Termoclina. Zona de les profunditats marines on la temperatura de l'aigua descén més ràpidament; se situa entre 100 i 1000 m de produnditat. En els oceans de les zones tropicals existeix una termoclina permanent durant tot l'any i que sol ser molt acusada.La termoclina impedeix la barreja de l'aigua que hi ha per sobre d'ella amb que hi ha per sota; això porta conseqüències importants per als éssers vius que habiten aquests mitjans. Per exemple: per sobre de la termoclina disminueixen els nutrients, en ser consumits pel fitoplancton i sedimentats a capes més profundes; en les capes profundes pot disminuir o fins i tot desapareix l'oxigen, ja que aquest es consumeix en l'oxidació de la matèria orgànica i en no estar aquesta capa en contacte amb l'atmosfera no es pot repondre aquest gas.

5.2.- Corrents superficials (Fes clic per veure un esquema)

Els vents que bufen sobre la superfície dels oceans transmeten una gran quantitat d'energia a l'aigua, el que dóna lloc als corrents superficials. Per al conjunt dels mars de la Terra, les aigües superficials s'estendrien fins a profunditats mitjanes compreses entre 75 i 200 m. La trajectòria d'aquests corrents pot ser modificada per la presència de masses continentals que dificulten la transferència de calor cap a les zones polars, afavorint la formació de casquets de gel. La rotació de la Terra (efecte de Coriolis) influeix en les trajectòries adoptades per aquests corrents, amb la formació de fluxos circulars dintre de cadascuna de les grans conques oceàniques, que en l'hemisferi nord giren en sentit horari, i en l'hemisferi sud en sentit antihorari. Els principal corrents oceànics superficials són (veure l'esquema simplificat de la fig. 5):

.

Fig. 5. Model simplificat dels corrents superficials dels oceans.

•  Corrents equatorials del nord i del sud, dirigides cap a l'oest i originats pels vents alissis

•  Aquests corrents equatorials viren cap al seu pol al llarg del marge occidental de l'oceà, tot formant corrents càlids paral·lels a les costes dels continents (corrent del Golf, Kuro Shivo, Brasil, etc) Corrents del Pacífic

•  Els vents de l'oest (Westerlies) de les latituds temperades provoquen corrents en aquesta direcció , les quals, en aproximar-se als marges orientals dels continents es desvien cap al nor i sud originant corrents freds com el del Perú, Benguela o Canàries.

Si ens fixem, com que la terra gira cap a l'Est, les aigües tenen tendència a endarrerir-se en els marges occidentals dels oceans, cosa que explica que els corrents més intensos apareguen en aquestes zones. Altrament, en els marges orientals dels oceans es produeix una espècie de separació de les aigúes superficials respecte als continents, fet que afavorirà els processos d'aflorament (upwelling) dels que parlarem més endavant i que són l'origen de les majors zones de pesca conegudes (Angola, Perú, Gran Sol -sud d'Irlanda-, etc).

5.3- Corrents profunds.

  Els corrents profunds o termohalins es formen a causa de diferències en la densitat de l'aigua originades a conseqüència de variacions en la temperatura o en la salinitat (o a ambdues). Quan s'incrementa la densitat d'una determinada capa d'aigua, aquesta s'enfonsa fins col·locar-se per sota de capes d'aigua amb densitats menors. La seua direcció es troba també influenciada pel moviment de rotació terrestre i per la morfologia dels continents

   L'aigua superficial més densa (en ser més freda) de les latituds més altes, es va cap al fons i es distribueix per tots els oceans. En l'Atlàntic nord les aigües se submergeixen i formen un corrent que recorre tot l'Atlàntic i ascendeix en l'oceà Glaciar Antàrtic; les aigües antàrtiques s'enfonsen novament i flueixen en direcció nord pels oceans Atlàntic, Pacífic i Índic.

   Aquests corrents profunds van per sota de la termoclina, a vegades en direcció oposada als corrents superficials i són molt més lents que aquests (l'aigua que s'enfonsa i passa a formar part d'un d'aquests corrents pot trigar centenars d'anys en tornar a la superfície). Quan emergeixen duen amb si gran quantitat de nutrients, acumulats durant anys en la zona no fotosintética, i donant lloc a regions molt productives.

5.4. Interacció entre els dos tipus de corrents marins

5.4.1. Cinta transportadora oceànica

            Tots els oceans i mars del planeta es troben comunicats i, de fet, caldria parlar d'un únic oceà. Un model simplificat dels corrents marins el constitueix l'anomenada cinta transportadora oceànica , una mena de corrent que recorre la majoria dels oceans del planeta.

Fig.6: Cinta transportadora oceànica

Al llarg de la primera part de la seua trajectòria circula com a corrent profund: comença a Groenlàndia on l'aigua tendeix a enfonsar-sde ja que és relativament freda i salada (augmenta la seua densitat). Aquest corrent recorre   el fons de l'Atlàntic de nord a sud fins que entra en contacte amb les aigües fredes de l'Antàrtic i ascendeix, de manera que una part torna al seu punt d'origen. La resta se submergeix novament a causa del refredament superficial i circula pel fons de l'oceà Índic, on una part ascendeix i una altra part arriba fins al Pacífic, el lloc on finalment s'escalfa i ascendeix.

Posteriorment recorre el trajecte invers en forma de corrent superficial i arrossega amb ell aigües càlides i els núvols formats als oceans càlids. Origina pluges i eleva les temperatures de les costes atlàntiques del N d'Europa per on circula.                                   

Aquest model mostra com els oceans transfereixen la calor dels tròpics cap als pols, i a l'inrevés, el que implica una influència moderadora sobre el clima global. El corrent fred profund conté una gran quantitat d'elements nutritius

      

5.4.2. Zones d'aflorament (upwelling)

En les zones orientals dels oceans tropicals (costa oest dels continents) l'aigua se separa de la costa a causa de la influència dels vents alisis que bufen en aquestes zones cap a l'oest. L'aigua que es mou és reemplaçada per aigua profunda freda. (fig. 7 esquerra). Aquestes zones es diuen d'aflorament ( upwelling ); hi ha 4 importants: Perú (la més important) i Califòrnia, en Amèrica i costes del Sahara i costes del Kalahari, en Àfrica. L'aigua que aflora en aquestes zones, en provenir de profunditats on no arriba mai la llum solar, és freda i rica en nutrients, principalment en nitrogen, silici i fòsfor mineral (les aigües superficials són molt pobres en nutrients, ja que aquests són consumits pel fitoplancton). Una vegada arribats a la superfície, i amb la participació de l'energia solar, es forma una gran quantitat de fitoplancton capaç de mantenir una comunitat de consumidors molt nombrosa. Són zones molt importants per als humans perquè són riques en pesca; també hi ha un nombre considerable d'aus que s'alimenten d'aquests peixos.

Fig. 7: Esquerra. Situació normal d’afloraments. Dreta. Fenomen del Niño

5.4.3. Fenomen del Niño

Aquest fenomen consisteix en pertorbacions en els corrents atmosfèric i oceàniques en la zona del Pacífic sud tropical. En condicions normals els vents alissis són forts i desplacen l'aigua superficial d'est a oest (de Sudamèrica a Austràlia i Indonèsia). Això permet un aflorament d'aigües profundes fredes entront les costes de Perú i Equador, i l'arribada d'aigua freda des del Sud (corrent del Perú o de Humbolt). així doncs, tenim aigües fredes en la costa sudamenricana i aigës càlides en Austràlia i Indonèsia; hi ha molt poques precipitacions en la costa sudamericana, a causa del vent fred i sec que prové del continent i abundants pluges en la costa australiana i d'Indonèsia, a causa de l'aire que en el seu desplaçament cap a l'oest per damunt del Pacífic es va escalfant i humidificant fins arribar a eixes costes on pateix un ràpid ascens convectiu que acaba en la formació de núvols i la producció d'importants precipitacions (fig. 7 esquerra). En aquesta situació les aigües que limiten amb la costa peruana són molt fredes i les precipitacions en la zona són escasses.

Cada cert temps (amb intervals irregulars de 2 a 7 anys) les condicions canvien: els vents alissis s'afebleixen i, fins i tot, presenten canvis de direcció. Com que els vents no arrosseguen les aigües cap a l'oest, les aigües càlides equatorials envaeixen el Pacífic est; la primera conseqüència és l'afebliment del corrent fred de Humbolt al llarg de la costa sudamericana, la desaparició els afloraments i, per tant, de la riquesa pesquera, La major temperatura de l'aire i de les aigües en aquesta zona , incrementa l'evaporació i aquest aire càlid i humit serà el responsable de l'aparició de pluges torrencials en la zona, habitualment desèrtica (provoquen greus inundacions). La segona conseqüència té lloc a les costes d'Austràlia i Indonèsia, on s'instal·len altes pressions, amb l'absència de núvols i pluja. Això provoca una important sequera ja que no arriben les pluges monsòniques a les que estan acostumades aquestes zones (fig. 7 dreta). És a dir, que el fenomen del Niño consisteix en un canvi en les zones d'altes i baixes pressions de les meitats est i oest del Pacífic sud. El fenomen dura entre un any o any i mig.

En la   taula següent teniu resumides les diferències existents entre les condicions normals i els episodis del Niño

 

Zona sudamericana

Zona Indoaustraliana

Condicions normals

el Niño

Condicions normals

el Niño

Vents

Alissis forts

Alissis febles

Alissis forts

Alissis febles

P. atmosfèrica

Alta

Baixa

Baixa

alta

Pluges

Sequera

Abundants

Abundants

Sequera

Upwelling

Si

No

No

No

Circulació  oceànica

C. Humbolt fort

C. Humbolt feble

C. Australia oriental fort

C. Australia oriental feble

El fenomen del Niño és una perturbació en el sistema climàtic global amb importants repercusions metereològiques, econòmiques i socials, no solament en la zona del Pacífic sud, sinó en altres zones del planeta que es veues afectades en major o menor grau; per exemple, s'ha relacionat amb l'absència del monsó estival en l'Índia.

Les condicions que defineixen un episofi del Niño són, de vegades, difícils de determinar. Per a la comunitat científica, es pot parlar d'un episodi de Niño quan les temperatures mínimes de l'aigua superficial de la costa de Perú són 0,5ºC superiors a la mitjana durant 6 mesos seguits. D'aquesta manera, tindrem episodis dèbils, quan la temperatura siga d'un o dos graus superiors, i episodis intensos, quan la temperatura pot assolir diferències de fins a 10ªC, com els ocorreguts en 1982-83 i 1997-98.

Des de fa més de 100 anys, també s'ha observat l'existència de períodes -generalment localitzats inmediatament després d'episodis del Niño- caracteritzats per condicions atmosfèriques i oceàniques oposades a les característiques del Niño i que ultrapassaven enormement les condicions considerades com a normals, és a dir, temperatures molt baixes en la costa pacífica de Sudamèrica, vents alissis molt forts i constants i precipitacions molt més abundant de l'habitual en les costes australianes. Per a denominar aquets anys, també anòmals, encara que oposats al Niño, es va adoptar el terme de La Niña .

No se sap quin és el desencadenant que dóna lloc a aquestes alteracions climàtiques; algunes de les hipòtesis presentades són aspectes relacionats amb el cicle del carboni i la concentració de CO 2 atmosfèric; unes altres tenen a veure amb la calor emesa per l'activitat volcànica de la dorsal del Pacífic. També es pensa que pot estar relacionat amb variacions en l'activitat solar, lleugeres fluctuacions de la rotació terrestre, etc. No es coneixen fenòmens semblants en altres oceans, potser pel fet que cal una tamany mínin i el pacífic sud és el major oceà del planeta

El terme ENSO ( El Niño Southern Oscillation ) s'utilitza per descriure el conjunt de la variabilitat atmosfèrica oceànica d'aquesta zona

No se sap quin és el desencadenant que dóna lloc a aquestes alteracions climàtiques; algunes de les hipòtesis presentades són aspectes relacionats amb el cicle del carboni i la concentració de CO2 atmosfèric, unes altres tenen a veure amb la calor emesa per l'activitat volcànica de la dorsal del Pacífic.
El fenomen del Niño disminueix dràsticament la producció de l'ecosistema marí del Pacífic oriental tropical i ,a més, influeix en les condicions climàtiques de zones molt allunyades del Pacífic, per exemple, s'ha relacionat amb l'absència del monsó estival en l'Índia.

5.5. Ones.

Són moviments ondulatoris de la superfície marina provocats per la fricció del vent; aquest transmet energia a l'aigua, les partícules superficials de la qual descriuen un moviment aproximadament circular (fig). Es propaguen a una velocitat mitjana d'uns 25 km/h, però la massa d'aigua no es desplaça, ja que cada partícula torna al seu punt de partida al terme de cada oscil·lació. L'amplitud vertical d'aquesta oscil·lació determina l'altura de l'ona, que normalment varia entre un i quatre metres, però en els temporals pot arribar als 10 m. Un cas especial és el dels tsunamis, ones de fins 30 metres d'altura, produïdes per terratrèmols i explosions volcàniques que es produeixen en els fons marins.

5.6 Marees.

Són variacions periòdiques del nivell del mar causades per la força d'atracció de la Lluna i el Sol. A causa de la seva menor distància, l'atracció lunar és unes 2,2 vegades major que la solar. La marea lunar té un període de 12 h 30 m, que és el temps que transcorre entre dos estats consecutius de màxim nivell (plenamar) o de mínim (baixamar). La diferència d'altura entre aquests dos nivells, o amplitud de la marea, sol oscil·lar entre dos i tres metres en els oceans i mars oberts com per exemple, el Cantàbric; en canvi en mars tancats, com el Mediterrani, és gairebé imperceptible.
La màxima elevació es produeix en el punt de la hidrosfera més pròxim a la Lluna, on l'atracció és màxima, i en el diametralment oposat, on l'atracció és mínima. Aquest augment de nivell en aquests punts es compensa amb el descens en els intermedis. AL girar la Terra, aquestes posicions es van alternant cada 6 h 15 m.
Quan el Sol es troba en línia recta amb la Terra i la Lluna, la seva acció se suma a la d'aquesta última, i es produeixen les marees vives (fig. 7a) de màxima amplitud, mentre que si els dos astres es troben en angle recte respecte a la Terra, els seus efectes es contraresten i es formen unes marees d'escassa amplitud anomenades marees mortes (fig. 7b).
En ascendre la marea, i fins arribar a el nivell de la plenamar, es produeix un corrent cap al continent (flux), mentre que en descendir la marea, fins a la baixamar, el corrent es dirigeix cap al mar (reflux). Aquest fenomen dóna lloc a una barreja d'aigües dolces i salades en la desembocadura dels rius, especialment en ries i estuaris.

6- Aigües continentals

Ja sabem que representa únicament el 2,7% del total de la hidrosfera. La quantitat i el tipus de substàncies dissoltes en les aigües continentals són molt variables en funció del substrat geològic, el clima, la vegetació, etc. La concentració salina sol ser molt baixa (<1g/l) i per això són conegudes com aigües dolces. El component més abundant sol ser el bicarbonat de calci. En funció de la seua distribució, podem distingir entre aigües subterrànies i aigües superficials (aigües salvatges, rius, llacs i glaceres). En funció del seu contingut en sals (ió clorur) distingirem entre aigües dolces (<0,2 g/l) i aigües salobres (>0,2g/l)

6.1. Glaceres

Tot i que l'oceà Àrtic i la perifèria del continent Antàrtic es troben coberts d'una capa d'aigua marina gelada durant l'hivern, la major part de les masses de gel de la Terra s'originen a partir d'acumulacions de neu que, de mica en mica, es va transformant en gel. Aquest fenomen té lloc en les zones on la temperatura mitjana anual és menor a 0ºC (zones de latituds altes i/o grans altures)

El manteniment, creixement o desaparició d'una glacera depén del balanç entre les aportacions (nevades) i les pèrdues (fusió, sublimació). Al llarg de la història de la Terra ha hagut tota una sèrie de variacions climàtiques que han provocat l'aparició de grans extensions de gel (glaciacions) Tot i la seua aparent rigidesa, el gel té capacitat per a deformar-se i flueix lentament des de les seues zones d'acumulació (circs) fins a zones més baixes, comportant-se com un agent important del modelatge de la superfície de la Terra. En l'actualitat hi ha un retrocés important de les glaceres.

6.2. Aigües corrents superficials

Aigües salvatges que circulen pels vessant de les muntanyes després de períodes de fortes pluges o desgel. Les estudiarem en el tema de riscs geològics.

6.2.1. Rius

Els rius naixen en fonts, on sorgeixen a la superfície aigües subterrànies o en llocs en els quals es fonen les glaceres. A partir del seu naixement segueixen el pendent del terreny fins arribar al mar. Un riu amb els seus afluents drena una zona que es coneix com conca hidrogràfica . La separació entre conques és la divisòria d'aigües .

El comportament d'un riu queda reflectit en un gràfic anomenat hidrograma que és una representació gràfica del cabal del riu al llarg de! any hidrològic. L'hidrograma s'obté representant en ordenades el cabal mesurat en la desembocadura i en abscises el temps. També es poden fer hidrogrames per a períodes d'uns pocs dies (més utlitzats en els rius mediterranis, que presenten grans canvis després de intenses precipitacions) en la gràfica que teniu al costat podem observar la corba de crescuda, la qual assoleix el seu màxim hores després d'haver-se produït les precipitacions. Anomenem temps de resposta al temps transcorregut des del moment que ha caigut la meitat de la precipitació i aquell en què el riu assoleix el cabal nàxim. En general, aquest temps de resposta és major en els rius que presenten conques més àmplies. Aquests hidrogrames són molt importants a l'hora de prevenir les avingudes i per poder aprofitar millor l'aigua en les centrals hidroelèctriques

Fig.10 a-: Conca hidrològica d’un riu. b- hidrograma d'un riu

Un concepte molt interessant el és de cabal ecològic , és a dir, la quantitat d'aigua que circula pel riu en un determinat moment i que siga capaç de mantenir el funcionament, la composició   i l'estructura de l'ecosistema fluvial.

6.2.2. Llacs
.
Els llacs es formen quan l'aigua recollida en una zona no surt directament al mar sinó que acaba en una depressió. Hi ha dferents tipus de llac en funció del seu origen (llac de sobreexcavació glaciar, llacunes endorrèiques, llacs de cràter, tectònics, etc.

Les zones humides són terrenys que presenten una determinada quantitat d'aigua que els permet pesentar unes característiques diferents a les dels seu entorn. Són molt diverses: albuferes, marjals, estanys, etc. Considerades fins no fa molt, com a terres improductives, sense valor econòmic, són els ecosistemes que han patit més transformacions per part humana. A l'estat espanyol s'ha perdut els 60% d'aquestes zones en els darrers 50 anys. Actualment s'ha frenat en gran part aquesta tendència i molts d'ells es troben protegits (Recordeu el tema 2). La seua importància radica en.

•  Són dispositius naturals que controlen les inundacions

•  Zones de gran diversitat biològica

•  Presenten un microclima , més humit i menys càlid .

•  Presenten un gran valor paisatgistic.

6.3. Aigües subterrànies

Part de l'aigua procedent de les precipitacions rellisca sobre el terreny fins arribar a rius i llacs però altra part s'infiltra al subsòl, bé directament quan plou, o des dels rius i llacs. Les roques i sòls que deixen passar l'aigua es diuen permeables en contraposició als impermeables. L'aigua que penetra pels porus d'una roca permeable acaba arribant a una zona impermeable que la deté. Així la part permeable es va omplint d'aigua ( zona de saturació ). La zona per sobre d'aquesta en la qual l'aigua va descendint però en els porus encara hi ha aire es diu zona d'aireació i el contacte entre els dos, nivell freàtic. El nivell freàtic surt per sobre de la superfície quan, després de fortes pluges, el sòl s'entolla.

Les roques permeables que emmagatzemen i transmeten l'aigua es diuen aqüífers. Veurem que són una font important d'aigua per a ús humà. Els principals tipus d'aqüífers són: aqüífer lliure, aquell que només és limitat inferiorment per una capa de roca impermeable, i aqüífer captiu o confinat, aquell que és limitat superior i inferiorment per capes de roca impermeable.

Fig.11: Aqüífers lliure i   captiu

7. Riscos associats a la hidrosfera (inundacions)

Els estudiarem en el tema següent (geosfera)

Continuar tema

Tornar a la pàgina principal de CTMA

Hosted by www.Geocities.ws

1