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ESTRUCTURA DE LA TIERRA Y
COMPOSICIÓN:
LA HIDROSFERA
Ciclo del agua = ciclo hidrológico
Función:
Redistribución de los
niveles de agua a
nivel terrestre.
Motores del ciclo hidrológico:
1. La energía solar: evaporación
2. Gravedad: precipitaciones y retorno del agua al mar.
Evaporación
10 %
90 %
Evaporación: paso de moléculas de agua líquida a gaseosa.
Evapotranspiración: la pérdida de humedad de una superficie por evaporación
directa junto con la pérdida de agua por transpiración de la vegetación.
Sublimación: paso del estado de hielo y nieve a gaseoso.
El agua en el planeta
Glaciares
Agua dulce
Agua superficial
Lagos
Escorrentía
superficial
Ríos
Torrentes
Aguas de arroyada
Agua salada
Agua subterránea
Mares y océanos
Acuíferos
Distribución del agua en la hidrosfera
Agua dulce
La mayoría del agua dulce no es encuentra a nuestro alcance de forma inmediata
Reserva de agua dulce
Porcentaje de
agua dulce
Porcentaje de la
hidrosfera
Glaciares
69.3 %
1.75 %
Escorrentía superficial:
ríos, torrentes…
0.006 %
0.0002 %
Lagos
0.26 %
0.012 %
Aguas subterráneas
30.4 %
0.57 %
Balance energético terrestre
¿Cómo se reparte la energía por el planeta?
Mayor energía en
el ecuador que en
los polos
Diferencia
de
temperatura, presión
y/o humedad entre
dos puntos.
viento
Movimientos de masa de agua: corrientes marinas
Movimiento de masas de aire:
Genera
movimiento
de un fluido
Genera un gradiente
de
temperatura,
presión y/o humedad
entre dos puntos.
Movimientos horizontales
Radiación solar diferenciada
50 a 100 W/s2
350 W/s2
400 W/s2
Radiación solar
350 W/s2
50 a 100 W/s2
Se recibe mayor radiación solar en el ecuador que en los polos
porque la Tierra es una esfera y al ecuador le llegan los rayos
perpendicularmente
Las masas continentales dificultan el
transporte de calor porque frena y desvía los
vientos.
La inclinación del eje de la Tierra ocasiona los
rayos del Sol incidan perpendicularmente en
diferentes partes de la Tierra a lo largo del año.
Origina
diferencias de
presión
y
temperatura
en el planeta
Origen
de
las
corrientes marinas
predominantes
a
nivel planetario
Dinámica del agua oceánica
Los movimientos del agua marina son:
• Oleaje
• Mareas
• Corrientes marinas
Oleaje
Ola:
Movimiento ondulatorio de la superficie del agua provocado por el viento.
El viento transmite parte de su energía al agua y se produce la ola.
Partes de una ola:
1. Cresta: punto más alto alcanzado por una ola.
2. Valle: punto más bajo alcanzado por una ola.
3. Altura: distancia vertical entre la cresta y el valle.
4. Longitud de onda: distancia horizontal entre dos crestas o entre dos valles, sucesivos.
Movimientos de una ola
Movimiento oscilatorio: produce las olas de oscilación.
Las gotas de agua realizan un movimiento circular cuyo diámetro es el mismo que la
altura de la ola.
Estas olas no producen desplazamiento horizontal del agua aunque la onda si se
traslada.
¿Hasta dónde llega el efecto de la ola?
La gota de agua que se encuentra en superficie va
cediendo energía a las que tiene abajo,
provocando en ellas, también, movimientos
circulares. Poco a poco esa energía se va gastando
y se pierde en efecto de la ola en profundidad.
Prácticamente coincide la longitud de la ola con la
profundidad a la que se pierde su efecto.
Movimiento de avance:
1. Con viento fuerte: la gota de agua avanza más espacio en la superficie que en
profundidad, provocando una oscilación elíptica.
2. Poca profundidad: cuando la profundidad es menor que la altura de la ola, el roce
de la gota de agua con el suelo produce un retroceso en profundidad con respecto al
desplazamiento en superficie con lo que también se produce una oscilación elíptica,
haciendo que la ola se desplome, lo que llamamos “romperse”
A: Movimiento
circular de la ola
B: Movimiento
elíptico de la ola
Consecuencia
Desplazamiento del agua en el
sentido del avance de la ola.
Comportamiento comparativo de la ola en zona con y sin profundidad
Las olas al llegar a la costa producen:
1. Ascenso del nivel del mar en esa zona.
2. Formación de corrientes litorales.
Refracción de las olas
El rozamiento con el fondo retrasa el avance de la ola.
Por lo tanto la velocidad de la onda dependerá de la profundidad; la ola se
desplaza con más velocidad en los lugares donde la profundidad es mayor.
Esta diferencia de velocidad provoca que el frente de ola se incurve adaptándose a
la línea de costa y haciendo que la ola rompa más o menos paralela a ella.
Los frentes de ola se juntan en
los cabos porque frenan su
velocidad.
Se abren en las bahías porque
aceleran su velocidad.
Observación de las olas
llegando a la costa
1. Las olas llevan distinta
dirección y sentido.
2. Los frentes de ola
presentan diferente
separación entre ellos.
3. Los frentes de ola
cambian sus sentidos de
avance.
Los frentes de ola se disponen
paralelos a la línea de costa
Los frentes de ola frenan su
velocidad y se acercan
Los frentes de ola llevan
mayor velocidad y se separan
Viento
Corriente litoral de deriva
Corriente de deriva litoral
Corriente de deriva litoral: es una
corriente
costera
superficial
producida por el oleaje. Se produce
por la refracción de la olas.
Se forma cuando la costa es
rectilínea..
Corriente paralela a la costa. Corriente deriva litoral
Viento
=
Resultante
Junto a la orilla existe poca profundidad por lo que la ola rompe y
se frena su avance.
Cuando la ola choca con la orilla se produce una corriente de
retroceso hacia el interior del mar.
La resultante de ambos movimientos es la corriente de deriva que
provoca un avance de los frentes de ola paralelos a la costa.
La velocidad de la deriva es mínima fuera de la zona de rompiente,
lo que demuestra claramente que es inducida por el oleaje y no
puede ser atribuida a corrientes oceánicas o corrientes de marea.
Corriente de resaca
Es una corriente de agua
superficial o de escasa
profundidad que va desde la
costa hacia mar adentro.
Si existen barras sedimentarias y el oleaje puede atravesarlas, se
formará una corriente de resaca fuerte por los canales libre de
sedimento.
Cuando las corrientes de resaca
se forman se abren paso mar a
dentro rompiendo los frentes de
ola.
Cuello de la corriente de resaca
Cabeza de la corriente de resaca
En los canales de resaca se aprecian dos zonas:
1. Cuello de la corriente: donde lleva mayor velocidad y
fuerza.
2. Cabeza de la corriente: se abre fuera del canal y
pierde fuerza.
Mareas
Movimiento periódicos de ascenso y
descenso del nivel del mar.
Son producidas por la atracción que
ejercen la Luna y el Sol sobre el agua
oceánica.
Funcionamiento de las mareas:
1. Cuando empieza a ascender el
mar en la orilla, se habla de la
creciente o entrante, su nivel
máximo se denomina pleamar
o marea alta. En pleamar la
marea se para durante un
tiempo, esto es la marea
parada.
2. Cuando empieza a retirarse el
mar de la orilla, se habla de
bajante o vaciante. Su nivel
mínimo se denomina bajamar
o marea baja. También pasa
un tiempo de marea parada.
3. En 24 horas se producen 2
pleamares y 2 bajamares.
La amplitud de marea es la variación vertical de marea desde la bajamar hasta la pleamar.
El Sol y la Luna atraen la parte sólida de la Tierra y la fluida.
La fuerza de gravedad con la que se atraen los cuerpos depende de sus masas y de la
distancia a la que se encuentren.
A pesar de su mayor tamaño el Sol atrae a ambos con menos fuerza que la Luna que se
encuentra más próxima. La Luna atrae ambos una 46 veces más que el Sol.
La deformación de la hidrosfera debida al efecto solar se llama mara solar y al provocado
por la Luna se llama marea lunar.
El Sol, la Luna y la Tierra se pueden disponer de diferentes maneras:
1. Los tres astros en línea:
2. Disposición en conjunción: la Luna se coloca entre la Tierra y el Sol. Produce mareas
vivas.
3. Disposición en oposición: la Tierra se encuentra entre la Luna y el Sol. Produce mareas
vivas.
4. Disposición en cuadratura: los tres astros forman un ángulo recto, siendo la Tierra la
que ocupa el vértice del ángulo. Produce mareas muertas.
Sistema Tierra-Luna
Centro de gravedad
de la Tierra
Fc
Tierra
FL
Luna
Centro de masas del
sistema Tierra-Luna
Sistema Tierra-Luna
La Tierra y la Luna se encuentran tienen su
centro de gravedad propio. Sin embargo, La
Tierra y la Luna forman un sistema de giro
alrededor de un centro de masas que se
encuentra bajo la corteza terreste.
Alrededor de éste se produce el giro de
ambos astros y se forma el sistema TierraLuna.
Gravedad y fuerza centrífuga en la geosfera y la hidrosfera
La fuerza gravitatoria que ejerce la Luna sobre la geosfera es
mayor en el punto más próximo a aquella que en el punto
situado en el lado opuesto.
La hidrosfera tiene la misma inercia a escapar en todos los
puntos del planeta debido a la fuerza centrífuga producida
por la rotación terrestre.
Mecanismo de una marea
Tierra
Luna nueva
Disposición en
conjunción
Sol
Marea solar
Marea lunar
MAREAS VIVAS
Disposición en
oposición
Sol
Luna llena
Tierra
La disposición de
conjunción se produce
en luna nueva.
La disposición de
oposición se produce
en luna llena.
Marea viva: son las mareas con
la mayor amplitud del año. Se
producen porque se suman los
efectos de atracción del Sol y la
Luna.
Cuarto
menguante
Disposición en
cuadratura
Sol
Tierra
Disposición de cuadratura: se
producen cuando la luna se
encuentra en cuarto menguante
o creciente.
MAREA MUERTA
Sol
Tierra
Cuarto
creciente
Marea muerta: son las mareas con la menor
amplitud del año. Se producen porque se
contrarrestan los efectos de atracción del Sol y la
Luna.
¿Por qué se produce un aumento de marea en el lado opuesto a la disposición de la Luna y
el Sol?
Marea solar
Marea lunar
Disposición en
conjunción
FL
FS
Fc
La geosfera se atrae con más
fuerza que la hidrosfera
FL
FS
Fc
En el lado de los astros actúan tres fuerzas
de
gravedad:
1. la fuerza de atracción de la luna sobre la
hidrosfera (FL).
2. La fuerza de atracción del Sol sobre la
hidrosfera (FS).
3. La fuerza centrífuga (FC). Producida por el
movimiento de rotación de la Tierra.
En el punto opuesto de la Tierra:
El centro de masas del sistema Tierra_Luna es
atraído con fuerza por la Luna y en el lado
opuesto el efecto de la atracción de la Luna
sobre el mar es mínimo y, además, la fuerza
centrífuga se opondrá a ella, lo que supone
una menor atracción sobre la masa de agua en
dicho punto, o lo que es lo mismo, se produce
una tendencia del agua a separarse de la tierra
y a formar una protuberancia similar, aunque
un poco menor, a la que se forma en el punto
antípoda.
Corrientes oceánicas
Desplazamientos de masas de agua en el océano.
Existen tres tipos:
1. Corrientes superficiales: son las corrientes
oceánicas generales superficiales.
2. Corrientes profundas o termohalina
3. Afloramientos
Corriente general oceánica
Siguen, en general, el mismo patrón de movimiento que la circulación general
de los vientos. Formándose corrientes que giran en sentido horario en el
hemisferio norte y en antihorario en el hemisferio sur.
Estas corrientes son un poderoso distribuidor del calor a nivel planetario y un
excelente regular del clima.
¿Por qué se producen las corrientes?
• La diferencia de densidad entre las masas de agua. Esta diferencia de densidad se
produce por el diferente calentamiento según la latitud del planeta en la que nos
encontremos. Esto produce diferencias de temperatura y salinidad en las masas de agua.
•El movimiento de rotación de la Tierra: desplaza las corrientes marinas hacia el W en las
zona central del planeta y hacia el E en el resto de las zonas.
•El viento, en función de su persistencia e intensidad produce por fricción también una
traslación. .
Corrientes oceánicas profundas
1. Capa profunda y fría procedente de la Antártida.
2. Capa profunda y fría (menos fría que la anterior)
procedente del Ártico
3. Capas más superficiales a la altura de las zonas
tropicales, subtropicales y ecuatoriales.
Las corrientes profundas de
agua fría descienden a
grandes profundidades desde
latitudes altas a bajas. Se
disponen por debajo de la
termoclina y circulan muy
despacio.
Corrientes oceánicas profundas
Origen:
Diferencia de densidad en
las masas de agua.
La densidad aumenta con:
1. Temperaturas bajas.
2. Salinidad alta.
La densidad disminuye
con:
1. Temperaturas altas.
2. Salinidad baja.
Mecanismo de la circulación profunda
1. Enfriamiento y/o aumento de la salinidad de la capa superficial.
Esto provoca el aumento de la densidad de esa agua.
2. Descenso de esa capa de agua.
3. Afloramiento de masas de agua profunda y cálidas en ese lugar.
Océano global:
Conjunto de mares y
océanos conectados
todos entre sí.
Cinta transportadora oceánica
El agua en las zonas polares se hunde y se dirige a zonas profundas debido a que es más densa.
Su densidad aumenta por dos motivos:
1. Baja temperatura atmosférica que enfría la masa de agua.
2. Aumento de la salinidad por pérdida de agua para formar el hielo del polo.
El agua del Antártico es más fría que la del Ártico. Cuando se ponen en contacto ambas masas de agua se produce un
desdoblamiento en el océano Índico ascendiendo una parte y otra permaneciendo en el fondo. La corriente fría del
índico llega al Pacífico donde definitivamente asciende y se calienta. Desde aquí retorna de forma inversa formando
una corriente superficial de aguas más cálidas. La corriente superficial se encuentra influenciada por los vientos
dominantes.
Factores
Hundimiento de las masas de agua
Consecuencia
Favorecen Mayor evaporación
que
precipitaciones:
aumento de la
salinidad marina
Formación de hielo
a partir del agua de
mar: aumento de la
salinidad marina
Bajas
temperaturas que
enfrían la masa de
agua
Dificultan
Aporte de agua
dulce por ríos o
deshielo: descenso
de la salinidad
marina
Altas temperaturas Descenso de la
que calientan la
densidad
masa de agua
Mayor precipitación
que evaporación:
descenso de la
salinidad marina
Aumento de
densidad
Estratificación de los medios acuáticos
Termoclinas
Zona de separación de dos masas de
agua con diferentes condiciones de
densidad, temperatura y salinidad.
Las termoclinas se producen en:
1. Medio marino
2. Lagos
Tipo de agua
Profundidad
de la
termoclina
Época del año
Agua salada
200 a 1000 m. Todo el año
Agua dulce
Profundidad
variable
Verano
Comparativa entre agua dulce y salada en condiciones normales (1 atm y 200C)
Tipo
de
agua
Salinidad
Densidad
Temperatura en la
alcanza la máxima
densidad
Temperatura de
congelación
Agua
salada
3,5 al 5 %
1,03 g/cm3
< 40 C
-20C
Agua
dulce
< 0,05 %
1 g/cm3
40C
00C
Estratificación del agua marina
El medio marino presenta una zonación vertical con tres claras
capas:
1. Epilimnio: capa superficial, va desde la superficie a los 200 m.
aprox.
2. Metalimnio: es la termoclina que se sitúa entre los 200 y los
1000 m. aprox. impide la mezcla entre la capa superior y la
inferior. En la termoclina se produce un descenso brusco de la
temperatura, desciende la salinidad y aumenta la densidad.
3. Hipolimnio: capa inferior, la más fría y la de mayor densidad. La
temperatura varía muy poco con la profundidad.
Estratificación del agua de un lago
Primavera:
1. Comienza el deshielo.
2. Agua superficial a 00C por lo que es
más densa que la de abajo.
3. Descenso de la capa superficial y
permitiéndose la mezcla de aguas
y el ascenso de nutrientes.
Verano:
1. Se calientan las capas superficiales y las
profundad permanecen más frías y densas.
2. Agua estratificada en tres capas:
• Epilimnio o superficial.
• Mesolimnio o termoclina: impide la mezcla
de la capa superior y la inferior.
• Hipolimnio a inferior.
3. Escaso oxígeno abajo, puede llegar a consumirse
Otoño:
1. Se enfría la capa superficial
aumentando su densidad.
2. Descenso de esa capa de agua
produciendo circulación convectiva.
3. Mezcla de aguas y desaparición de la
termoclina.
Invierno:
1. El agua superficial se enfría tanto que se
congela formando una capa de hielo que
protege del descenso de la temperatura
a las capas inferiores.
2. El agua del fondo alcanza su máxima
densidad por alcanzar los 40C
3. Existe muy poca circulación efectiva.
Afloramientos
Ascenso de aguas frías
desde
capas
más
profundas, van cargadas
de nutrientes
Vientos paralelos a la costa
producen un desplazamiento
del agua superficial hacia mar
adentro. Esto produce una
corriente de ascenso ,junto a la
costa, de capas más profundas.
El fenómeno del Niño
u oscilación del sur
En condiciones normales
Los alisios, vientos que soplan de este a oeste,
empujan a las aguas de superficie del Pacífico
hacia Australia y Filipinas, creando en el oeste del
Pacífico una reserva de agua caliente - zona roja
sobre el gráfico - donde la temperatura es unos
80C mayor que en las costas de Sur y
Centroamérica , y el nivel del mar es 0,5 m más
alto que la costa este del Pacífico.
Al atravesar el océano, estos vientos se cargan de
humedad, que liberan en forma de fuertes lluvias
sobre esta reserva de agua caliente.
En el otro extremo, a lo largo de las costas de
Chile y Perú (Pacífico Oriental), las aguas frías,
ricas en sales nutritivas, ascienden a la superficie
(fenómeno llamado "upwelling“ o afloramiento) y
favorecen, entre otros, la multiplicación de las
anchoas.
En condiciones normales las zonas relativamente
húmedas y lluviosas se localizan al sureste
asiático, mientras que en América del Sur es
relativamente seco.
La superficie del mar es más elevada en el oeste, en Asia, que
en el este, a lo largo de las costas suramericanas. La
termoclina (frontera que separa las aguas calientes de
superficie de las aguas frías de las profundidades) se inclina
hacia el sentido contrario (más alta al este).
Condiciones de “El Niño”
Se debilitan o desaparecen los vientos alisios y
aparecen vientos del oeste en el extremo occidental
del Pacífico y empujan el agua caliente hacia el
centro del Pacífico ecuatorial.
La zona de precipitaciones y de ciclones se desplaza
igualmente hacia el este, provocando lluvias
abundantes sobre las islas centrales del Pacífico,
además de numerosas inundaciones sobre la costa
oeste de América del Sur.
La termoclina se endereza con lo cual las aguas frías
no pueden ascender a lo largo de las costas de Chile
y Perú (ausencia de "upwelling"). Las aguas persisten
calientes y, con la desaparición de las sales
nutritivas, las especies marinas disminuyen
brutalmente.
Las pendientes de la superficie del mar y de la termoclina
se enderezan para ponerse de nuevo en horizontal.
Consecuencias del fenómeno del niño a nivel global
•Cambio de la circulación atmosférica.
•Calentamiento global del planeta y aumento en la temperatura de las aguas
costeras durante las últimas décadas.
•Existen especies que no sobreviven al cambio de temperatura y mueren,
generando pérdida económica en actividades primarias
•Surgen enfermedades como el cólera, que en ocasiones se tranfoman en
epidemias muy dificiles de erradicar.
Consecuencias para el sureste asiático
•Lluvias escasas.
•Enfriamiento del océano.
•Baja formación de nubes.
•Periodos muy secos.
•Alta presión atmosférica.
Consecuencias del fenómeno del niño para América del Sur
•Lluvias intensas.
•Calentamiento de la Corriente de Humboldt o Corriente del Perú.
•Pérdidas pesqueras.
•Intensa formación de nubes.
•Periodos muy húmedos.
•Baja presión atmosférica.
El fenómeno de la Niña
1. Hay un fortalecimiento de los alisios los cuales, al reducir
la reserva de agua caliente, crean condiciones más frías de
lo normal en el Pacífico tropical. El clima es más seco a lo
largo de las costas americanas.
2. La zona de precipitaciones se sitúa más al oeste, con
lluvias abundantes sobre Indonesia.
3. Hay una intensificación del upwelling a lo largo de la costa
oeste de América del Sur; las anchoas proliferan.
La superficie del mar es todavía más elevada en el
oeste que en el este. La pendiente de la
termoclina también se acentúa, hundiéndose en
el oeste y elevándose todavía más en el este.
Consecuencias de La Niña al clima global
*En los trópicos, las variaciones son radicalmente opuestas a las ocasionadas por El Niño.
*En el continente americano, las temperaturas del aire de la estación invernal, se tornan más calientes de lo normal
en el Sudeste y más frías que lo normal en el Noreste.
*En América del Sur, predominan condiciones más secas y más frescas que lo normal sobre El Ecuador y Perú; así
como condiciones más húmedas que lo normal en el Noreste de Brasil.
*En América Central, se presentan condiciones relativamente más húmedas que lo normal, principalmente sobre las
zonas costeras del mar Caribe.
*En México, provoca lluvias excesivas en el centro y sur del país, sequías y lluvias en el norte de México, e inviernos
con marcada ausencia de lluvias.
Comparación entre los fenómenos El Niño y La Niña
Acontecimientos
El Niño
La Niña
Alisios
Débiles o ausentes
Muy fuertes
Vientos predominantes
Del oeste
Alisios
Zona de alta presión
Costa occidental del Pacífico
Costas del Sur y Centroamérica
Zona de baja presión
Costa oriental del Pacífico
Costas de Asia y Oceanía
Termoclina
Establecida en profundidad
Asciende mucho en las costas del continente americano
Capa de agua caliente
Más gruesa en la costa oriental del
pacífico
Más gruesa en la costa occidental del pacífico
Precipitaciones
Costas de Sur y Centroamérica forman
tormentas tropicales
Costa occidental del pacífico
Sequía
En las costas asiáticas
En las costas americanas
Enfriamiento del continente
No produce
En las costas americanas
Inundaciones
Costas americanas
Costas asiáticas y Oceanía
Huracanes
No
Costas americanas
Periodicidad
3 a 7 años
No es un proceso periódico, se presenta 1ó 2 veces cada 10
años
Duración
9 a 18 meses
1 año
Asia y
Oceanía
Sudamérica
y América
central