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CAPÍTULO 3

EL RÉGIMEN OCEÁNICO

 

La masa de agua oceánica —oceanósfera— tiene una composición y una dinámica que permiten el desarrollo de diferentes procesos químicos, físicos y biológicos, los cuales influyen profundamente en las demás estructuras del planeta.

El agua representa el 96% de la composición del líquido oceánico, el 3.7% son minerales y sales disueltas y el restante 0.3% corresponde a materiales orgánicos en suspensión. Los minerales y sales más abundantes son el cloruro de sodio (NaCl) o sal común, que representa el 20%; el cloruro de magnesio (MgCl), el 11%; y los sulfatos de magnesio y calcio que tienen concentraciones cercanas al 1.5 y 2.8%, respectivamente. Se encuentran también elementos como el sulfato de potasio, el carbonato de calcio o el bromuro de magnesio, así como el fósforo, el silicio y el nitrógeno, que son los nutrientes del fitoplancton —fundamento de toda la cadena alimenticia del océano—. Los gases también están presentes, disueltos en el agua: el oxígeno —vital para la vida marina— y el dióxido de carbono, en continuo intercambio con los de la atmósfera.

TEMPERATURA DE LAS AGUAS

Un factor determinante de la temperatura de las aguas del océano es la intensidad de la luz solar que les llega. La zona en la cual penetra la luz —entre los 200 o 250 m de profundidad— es la zona fótica; de este punto hacia abajo está la denominada zona afótica, donde la actividad solar no tiene prácticamente ninguna influencia.

En las aguas marinas de las zonas tropical y meridional se han identificado cinco capas térmicas: la superficial, cuyo espesor es muy variable, es de condición cálida —entre 35 y 22 °C— y está influenciada por los vientos y por la temperatura atmosférica; la capa de mezcla, que representa el 2% de la masa oceánica y alcanza hasta los 200 m de profundidad, tiene temperaturas que varían —entre 22 y 8 °C—; en ella los componentes químicos se mezclan —de ahí su nombre—. Por debajo de los 200 y hasta los 2.000 m, se encuentra una capa de transición llamada termoclina; es una zona caracterizada por el rápido decrecimiento de la temperatura que puede llegar hasta los 2 °C. En la zona meridional del globo, la termoclina se confunde con una capa formada por aguas tropicales o intermedias menos densas que las de otras latitudes, con temperaturas que varían entre los 10 y 4 °C. Por último están las aguas profundas, desde los 2.000 m hasta el fondo marino; su origen es de tipo polar y la temperatura se acerca a 1 °C.

TRANSFERENCIA DE CALOR

El calor se transfiere de un lugar a otro por principios físicos como la conducción, la convección y la radiación. Estos principios actúan para lograr los intercambios térmicos que se producen entre el océano y la atmósfera; sin embargo, en el mar se presenta un fenómeno de carácter muy diferente, que ha sido poco conocido y estudiado: el agua, al igual que el aire, es un fluido que puede transmitir calor de un lugar a otro, tanto vertical, como horizontalmente. Los meteorólogos llaman a la dirección vertical ascendente del fluido calorífico, convección térmica y a la dirección vertical descendente, subsidencia térmica. El movimiento horizontal, el menos conocido de todos, se denomina de advección y es el único que logra el transporte horizontal del calor sobre la superficie de la tierra y dentro del mar.

La cantidad de energía térmica transportada por un fluido en movimiento es proporcional a su densidad. El agua es cerca de 1.000 veces más densa que el aire, por lo que un volumen de agua transporta cerca de 1.000 veces más calor que el mismo volumen de aire; a su vez, la tasa de transporte de calor, o flujo de calor —joules de energía por unidad de área y de tiempo— es proporcional a la rapidez del movimiento del fluido que lo transmite.

La velocidad del viento es, en promedio, de unos 10 m por segundo, mientras que la velocidad de las corrientes de deriva —corrientes marinas profundas— es de 10 cm por segundo, en promedio. A pesar de que el aire se mueve miles de veces más rápido que el agua, transporta solamente 1/1.000 de calor por unidad de volumen; por esta razón, el agua del océano es tan importante como el aire en el movimiento del calor alrededor del planeta y tiene una gran trascendencia en la definición de los fenómenos atmosféricos.

EL OCÉANO: UN REGULADOR DE LOS CICLOS CLIMÁTICOS

El clima es un conjunto fluctuante de condiciones físicas, determinado por la interacción dinámica entre el sol, la atmósfera, el océano y la tierra continental. Está sujeto a ciclos más o menos predecibles que no sólo dependen de las situaciones que se presentan en la capa gaseosa del planeta —atmósfera—, espacio donde están las nubes, donde se presentan las lluvias y a través del cual tenemos contacto con el sol, uno de los reguladores de los principales procesos energéticos conocidos.

Los meteorólogos que estudian la capa gaseosa del planeta han encontrado que el océano es el gran recipiente donde se elabora el clima, el receptáculo donde se definen los procesos dinámicos que catalizan la formación del tiempo atmosférico, tanto oceánico como continental, el lugar donde se determinan muchos de los ciclos biogeoquímicos más importantes para el planeta, como el ciclo del oxígeno, el del carbono, el del agua o el del recambio volcánico y sísmico; es el que orienta fenómenos como la humedad y los procesos de alteración climática.

La cabal comprensión de la influencia de los océanos en las condiciones climáticas comenzó hace unas pocas décadas. Si bien, se conocían las interrelaciones del mar con la atmósfera y la tierra firme, no se sabía lo determinantes que podían ser los cambios oceánicos en fenómenos como las precipitaciones verticales —lluvias— y horizontales —nieblas—, en las sequías e inundaciones y en la regulación de los demás ciclos que influyen en la meteorología global. Cuando se emprendió el estudio sistemático del fenómeno del Niño y de su reacción, el fenómeno de la Niña, se pudieron formular nuevas hipótesis acerca de la importancia del mar en el clima global y de la fragilidad de la interacción ente los elementos que configuran el clima.

DINÁMICA OCEÁNICA

El océano se mueve, vive en permanente agitación, aunque en la superficie sus aguas parezcan en calma. Este movimiento dispersa una gran cantidad de energía por todo el planeta, lo cual regula su clima. Es como un corazón que con sus latidos permite el intercambio y el equilibrio de los demás órganos de un sistema viviente.

Una compleja combinación de factores astronómicos, químicos y físicos origina el oleaje, las mareas, las corrientes oceánicas, los movimientos verticales y los procesos de surgencia.

OLEAJE


El oleaje se produce por la fricción del aire contra la capa superficial del océano. La altura de las olas depende de la intensidad de los vientos, cuya velocidad se cuantifica en nudos (1 nudo = 1 milla náutica por hora). En la zona marina de sotavento —lado hacia el cual sopla el viento—, los vientos suelen ser de 3 a 20 nudos y forman olas que pueden medir desde unos pocos centímetros, hasta los 2.2 m; las que sobrepasan esta altura son producto de otro tipo de fenómenos marino–atmosféricos, como las tormentas y los huracanes, en cuyo caso pueden llegar hasta los 15 y 20 m de altura.

MAREAS

Las mareas, influenciadas por el viento que impulsa la superficie y por la diferencia de densidad de las aguas, son causadas por la atracción gravitacional que ejercen sobre la Tierra, el Sol y en especial la Luna, lo cual se hace más evidente en el comportamiento de la masa oceánica, cuya amplitud de marea, es decir la altura que separa la pleamar —marea alta— de la bajamar —marea baja— en las costas, puede variar entre 15 m y unos pocos centímetros, lo cual depende del lugar donde se presente.

CORRIENTES OCEÁNICAS

Las corrientes marinas son ríos que se desplazan en el interior de las aguas oceánicas. Se forman como consecuencia de las presiones variables del aire y de los cambios de composición del agua. Existen varios tipos de corrientes marinas: profundas o superficiales y constantes o transitorias.

Un fenómeno astronómico, la rotación de la Tierra cuya velocidad es de más de 1.500 km por hora, produce el llamado efecto de Coriolis, que hace que las corrientes superficiales del océano fluyan de los polos hacia los trópicos y cuando convergen en el ecuador, se dirijan hacia el oeste, formando las corrientes ecuatoriales del norte y del sur; al llegar a las fronteras occidentales de cada océano, estas corrientes fluyen separadamente y se mueven al norte, las del norte y al sur, las del sur, lo cual hace que las aguas oceánicas se desplacen en el sentido de las manecillas del reloj en el hemisferio norte y en sentido contrario en el hemisferio sur, creando un circuito de corrientes en cada uno de los hemisferios.

Por otro lado, las aguas de las corrientes superficiales se enfrían a medida que avanzan hacia los polos y se calientan cuando se acercan al trópico; por esta razón, las corrientes que fluyen desde el ecuador hacia los polos son cálidas, como la Corriente del Golfo en el Atlántico o la Corriente de Kurosivo en el Pacífico y las que fluyen desde los polos son eminentemente frías, como la Corriente de Labrador o la Corriente de Groenlandia.

MOVIMIENTO VERTICAL

Los niveles de sodio y de sales en el océano varían de un lugar a otro por diferentes razones: las emanaciones de minerales desde las profundidades del magma, la concentración de sales originada por la evaporación que causa la irradiación solar, los aportes de minerales en las costas y la producción de estructuras coralinas, uno de los principales sistemas de regulación de sales y minerales en los océanos.

Las corrientes profundas se producen por las diferencias en la densidad de las aguas, la que a su vez está determinada por la temperatura y la salinidad que éstas presenten. Mientras las aguas menos salinas, cuya densidad es menor, tienden a subir y se van calentando progresivamente, las aguas con mayor salinidad son más densas, por consiguiente más pesadas y tienden a descender; a medida que lo hacen, su temperatura se reduce y al enfriarse aumenta su densidad, por lo que se hunden más y son reemplazadas por aguas más cálidas y menos densas. El enfriamiento continúa hasta alcanzar de 4 a 2 °C como temperatura mínima, el límite promedio en la profundidades, muy cercano al punto de congelación. Este proceso regular de acondicionamiento térmico del mar, es el que permite la vida de los peces y las plantas del fondo y evita su congelamiento.

El movimiento vertical causado por las diferencias de densidad y temperatura se denomina circulación termohalina, el gran motor del movimiento de las aguas profundas. La zona de confluencia entre las corrientes superficiales y las corrientes profundas, denominada termoclina, constituye un corredor de intercambio gradual entre unas y otras.

SURGENCIA

La surgencia es un proceso que se presenta cuando las aguas frías de las profundidades desplazan a las aguas superficiales, en un ascenso directo y rápido hasta la superficie del mar. Este proceso natural, causado por las diferencias en la densidad de las aguas, se ve acelerado por la circulación atmosférica, la velocidad de rotación —efecto de Coriolis— y la atracción de cuerpos celestes. En ocasiones, este proceso de desplazamiento del agua de la zona costera hacia el mar abierto ocurre en los litorales, lo que permite la llegada a la plataforma continental de gran cantidad de nutrientes que permanecían en el fondo marino; estos son aprovechados por el fitoplancton, lo que hace a la región especialmente atractiva para los grandes cardúmenes de peces. La surgencia ecuatorial y la surgencia costera se concentran en regiones estrechas de no más de 150 km de ancho y se pueden ver claramente en una imagen satelital.

Este es uno de los principales ingredientes de la productividad pesquera del Perú, ya que a mediados del año, los vientos alisios del sureste soplan paralelos a la costa y provocan el afloramiento de aguas profundas, lo que posibilita una inmensa oferta pesquera.

PERTURBACIONES DEL MEDIO MARINO


La dinámica natural del medio marino suele verse perturbada por la ocurrencia de fenómenos de origen atmosférico, geológico, sideral e incluso, provocados por el hombre.

EL MAR DE LEVA

El mar de leva o mar de fondo es un oleaje inusualmente alto, provocado por la fuerza de los vientos; es posible que un mar de leva desemboque en una marejada de tempestad, si se incrementa temporalmente el nivel de las aguas en las costas, con olas que pueden llegar a alturas de 10 m y causar serios daños. Cuando la altura del oleaje supera los 10 m y las olas se repiten en tiempos más cortos, como preámbulo de una tormenta o de un huracán, se produce la denominada mareta.

LOS TSUNAMIS

Los tsunamis o maremotos, son olas de gran altura, originadas por movimientos sísmicos en el fondo abisal, generalmente producto del deslizamiento submarino de la corteza o de erupciones volcánicas. Este fenómeno ha provocado olas de más de 50 m de altura y sus repercusiones pueden afectar regiones situadas a varios kilómetros hacia el interior de la costa.

Cuando las olas se acercan a la costa y la profundidad del fondo marino es menor, disminuyen su velocidad y se acortan las longitudes de onda; la energía se concentra y aumentan su altura, lo que incrementa su poder destructivo que arrasa con cuanto elemento se encuentra en la superficie.

La mayoría de los tsunamis se presenta en la cuenca Pacífica, por lo regular en las placas Filipina y del Pacífico, en sus zonas de hundimiento y en los bordes. La energía liberada se desplaza hacia las costas del sureste asiático y del Japón y a las del continente americano. De los casi 500 fenómenos ocurridos en el Pacífico durante el siglo pasado, el 94% fueron originados por sismos; los movimientos restantes fueron provocados por erupciones de volcanes sumergidos, impactos de meteoritos, deslizamientos submarinos y por las explosiones nucleares de los ensayos atómicos realizados por el hombre.

Los tsunamis son de tipo local, cuando el lugar de arribo a la zona costera está muy cerca del epicentro, a menos de una hora de tiempo de recorrido; son de tipo regional, si el lugar de arribo sobre la franja litoral está a menos de 1.000 km de distancia, con un tiempo de recorrido desde el epicentro, superior a 5 horas; finalmente, son de tipo lejano o remoto —transpacíficos—, si el lugar de arribo está en las costas opuestas a través de la cuenca Pacífica, a más de 1.000 km de distancia del epicentro.

LOS HURACANES

Los huracanes son depresiones tropicales de carácter violento, que se originan generalmente sobre el océano Atlántico tropical y el mar Caribe, entre los 5 y 20 grados de Latitud Norte, donde las aguas marítimas son muy cálidas, especialmente entre los meses de julio y diciembre. La gran carga energética acumulada en estas regiones, contrasta con la poca energía de las regiones más septentrionales y genera desequilibrios que se traducen en la aparición de zonas de baja presión; se crean así grandes sistemas de transferencia de energía, de las regiones tropicales hacia las septentrionales.

Cuando los vientos tienen velocidades inferiores a 38 kph, se denominan ciclones; a partir de ahí y hasta lo 65 kph, se convierten en depresiones tropicales y después de los 65 kph, en tormentas tropicales.

Si la velocidad sigue en aumento se inicia la fase de huracán que es la etapa más peligrosa y destructiva; la velocidad de los vientos supera los 130 kph y se forman bandas de nubes en forma de espiral, que se intensifican a medida que la perturbación tropical aumenta, provocando abundantes lluvias en un radio de acción que va de los 300 a los 500 km a partir de su centro. El huracán consta de un centro, llamado ojo del huracán, de 10 a 30 km de radio, donde los vientos son menos intensos que en su periferia —incluso, en él puede reinar la calma— y sus paredes están constituidas por un anillo de nubes cúmulo nimbus.

El desplazamiento de los huracanes se realiza en forma de remolino, generalmente de este a oeste, con una ligera tendencia hacia el norte del Caribe. Su ciclo de vida puede ser hasta de 15 días y los estragos que causan sobre las costas de Centroamérica, el norte de Suramérica y el este de los Estados Unidos, son inconmensurables.

Estos fenómenos, muy recurrentes entre agosto y octubre, son bautizados con nombres de personas en sucesión alfabética, que alternan los masculinos y los femeninos —hasta la década del setenta se utilizaron nombres femeninos exclusivamente—, previamente determinados por la Organización Mundial Meteorológica. Estos fenómenos se presentan también en el Pacífico, donde reciben el nombre de tifones.

LOS FENÓMENOS DEL NIÑO Y DE LA NIÑA

El fenómeno del Niño, conocido también como fenómeno cálido del Pacífico, ha despertado en los últimos años un marcado interés entre los meteorólogos y en la comunidad internacional, debido a los cada vez más evidentes trastornos que provoca en las condiciones climáticas del planeta. En vecindades de Australia, Oceanía y el sureste asiático, las aguas son cálidas, con temperaturas que oscilan entre los 29 y los 31 °C, en marcado contraste con las aguas de la costa Pacífica de Suramérica, de características antárticas, donde las temperaturas oscilan entre 22 y 24 °C.

El fenómeno se presenta por un calentamiento anómalo del agua oceánica frente a las costas suramericanas, lo que provoca fuertes lluvias en la región costera. Este calentamiento de la superficie del océano se presenta de manera irregular, en un período cíclico que variaba, hasta hace poco, de tres a siete años; en los últimos años, sin embargo, debido al calentamiento global y a posibles alteraciones de la atmósfera, el fenómeno se presenta con mayor frecuencia. El término El Niño fue acuñado por pescadores peruanos y ecuatorianos que lo asociaron con la llegada del Niño Jesús, porque frecuentemente alcanza su máximo desarrollo durante el mes de diciembre.

El fenómeno de la Niña es la contraparte del fenómeno del Niño y consiste en la aparición de aguas inusualmente frías en el Pacífico Ecuatorial, frente a las costas de Perú y Ecuador y es provocado por la intensificación de los vientos del Este más allá de lo normal. El fenómeno se presenta con intervalos de dos a siete años y dura entre 12 y 18 meses.

Los vientos del Este, que soplan a través de la línea del Ecuador y los vientos del Sureste que soplan a lo largo de las costas de Perú y Ecuador, arrastran la superficie del agua y por efecto de la rotación de la Tierra las corrientes cálidas superficiales se desvían hacia el norte en el hemisferio Norte y hacia el sur en el hemisferio Sur. Las aguas superficiales son desplazadas lejos del ecuador y de la línea costera en ambas direcciones y asciende agua más fría y rica en nutrientes —surgencia— para reemplazarlas; entonces la surgencia ecuatorial y la costera se encuentran en franjas de no menos de 100 millas de ancho y la superficie del mar y la atmósfera que se encuentra sobre el Pacífico Ecuatorial, muestran condiciones anormales; las distorsiones causadas por este fenómeno tienen repercusiones a escala mundial.

 
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