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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