Los océanos - El movimiento de las aguas marinas

En el estudio de las aguas marinas es fundamental su movilidad, pues repercute en muchos aspectos de la vida terrestre:



·          Clima: el movimiento de las aguas marinas reduce los desequilibrios energéticos al ser un mecanismo de redistribución del calor de zonas excedentes a deficitarias, y es también causante de la diversidad de climas costeros.

·          Economía: influencia sobre la riqueza pesquera (distribución de los bancos de peces y organismos marinos, -aguas frías=más plancton- y –no movilidad=aguas biológicamente muertas-), transportes (por la dirección de las corrientes marinas, con influencia sobre las rutas comerciales) y la vida portuaria (por la amplitud de las mareas)

·          Costas: afectan su morfología y ocasionan sucesos devastadores episódicos (maremotos).

·          Explicación de hechos históricos: como las rutas migratorias del pasado e influencia futura de los vertidos

El movimiento de las aguas marinas puede realizarse en sentido horizontal y vertical como resultado de distintos hechos, entre los que destacan:

·          Vientos: dan lugar a las olas, corrientes de superficie y movimientos verticales de convergencia o divergencia.

·          Evaporación y enfriamiento: dan lugar a variaciones en la densidad, con los consiguientes movimientos de equilibrio.

·          Atracción Tierra-Luna-Sol: origina las mareas.

·          Movimientos sísmicos

//4.1 Movimientos de equilibrio//

Son movimientos en sentido vertical que tienden a equilibrar los contrastes de composición y temperatura de las aguas marinas. Están causados por la diferente densidad de las masas de agua (en relación con su temperatura, salinidad y presión atmosférica). Estos movimientos de equilibrio sólo afectan a masas de agua superficiales e intermedias, puesto que los contrastes desaparecen en profundidad. Se aprecia un progresivo aumento de la densidad hacia el fondo a causa de la presión y del hundimiento de las aguas más densas.

Factores que dan lugar a los movimientos de equilibrio

·          La temperatura. Los contrastes de temperatura sólo se registran en las capas superficiales y están motivados por el calentamiento del Sol. La distribución de las temperaturas de las aguas en vertical presenta un progresivo descenso desde la superficie, siendo más rápido en los primeros metros hasta hacerse más uniforme en las profundidades (a partir de 2000 ó 3000 m no superan los 2-3° C). Debido a la verticalidad de los rayos del Sol sobre las aguas, se obtienen masas de agua progresivamente más frías del Ecuador hacia los Polos, si bien no de forma constante a lo largo del año, ya que está influida por las estaciones, sobre todo en latitudes medias. Los movimientos verticales se incrementan en la estación invernal, al enfriarse las capas superficiales por irradiación y conducción hacia la atmósfera. Un aspecto fundamental al considerar los movimientos de equilibrio es la relación entre temperatura y densidad. Las masas de agua son menos densas cuanto mayor es su temperatura, y más densas cuanto menor es ésta, hasta alcanzar los -2°C, punto de congelación y de mayor densidad de las aguas marinas, debido a la salinidad. Parece que la densidad está más relacionada con la temperatura que con la salinidad.

·          La salinidad. Presenta una variación inferior a la de la temperatura. La salinidad se incrementa con las altas temperaturas, que favorecen la evaporación sobre la superficie de las aguas, activada también por la acción del viento. Las bajas temperaturas contribuyen a su concentración. En la formación del hielo se produce una separación de la salmuera, que se difunde en el agua por debajo de la banquisa, adquiriendo las aguas una elevada densidad gracias a la intensificación de la salinidad y a las bajas temperaturas. También debe tenerse en cuenta el aporte de las aguas dulces (por elevadas precipitaciones o fusión del hielo), que hace descender la concentración de sales y por lo tanto la densidad. En general, es el balance hidrológico el que determina la salinidad. Si los aportes fluviales y pluviométricos superan a la evaporación, se habla de mares o cuencas de dilución. Si, por el contrario, es mayor la evaporación, se habla de mares o cuencas de concentración. Las diferencias entre mares y océanos son más acusadas si es menor la comunicación entre ambos, al ser el factor clave para la renovación y mezcla de las aguas.

·          La turbidez. Un caso concreto de movimientos verticales es el originado por las corrientes de turbidez, que se hunden bajo aguas claras. La turbidez se atribuye a desplomes y deslizamientos de materiales a lo largo de las pendientes de las cuencas oceánicas provocados por terremotos o agitación de los sedimentos.

·          La acción indirecta del viento. El viento, en su flujo horizontal, puede provocar modificaciones de temperatura o salinidad de las aguas, y por tanto en su densidad. En otros casos, la convergencia o divergencia de los vientos provoca flujos descendentes de las aguas superficiales o ascendentes de las aguas profundas, respectivamente (hecho que también se produce también al chocar las corrientes contra los continentes), con importantes repercusiones climáticas, al provocar nieblas en las costas, y biológicas, ya que las corrientes ascensionales frías suelen ser ricas en nutrientes, originando zonas ricas en pesca.




Puntos donde serán más propicios los movimientos de equilibrio

·          Hundimiento de las aguas: a) altas latitudes, con zonas de subsidencia constante debido al frío de las aguas y a la concentración de sales por la formación del hielo y por enfriamiento de las corrientes cálidas que aportan sus aguas salinas a los polos. En el Océano Atlántico hay dos fuentes de aguas profundas: la corriente circumpolar Antártica y la intermedia Antártica; b) cinturón de altas presiones subtropicales, con los valores más altos de salinidad en relación con la evaporación-precipitación; c) zonas con convergencia de vientos; d) zonas donde se encuentran masas oceánicas de distinta densidad. Las aguas más densas tienden a hundirse.

·          Ascenso de las aguas: a) Zonas de divergencia de vientos; b) Zonas costeras, sobre todo en las occidentales.

//4.2 Movimientos de origen gravitatorio: las mareas//

Origen de las mareas

La atracción Tierra-Luna-Sol provoca movimientos verticales de las aguas y da lugar a las mareas y al movimiento de las masas oceánicas. Las mareas provocan también movimientos horizontales, como las corrientes de marea.

En general, las mareas son consecuencia de la atracción que la Luna ejerce sobre la Tierra, y, en mucha menor medida, de la del Sol. Cálculos realizados demuestran que deben considerarse otros efectos. La teoría de la resonancia explica que los pequeños abombamientos de las aguas producidos por la Luna experimentan rebotes sucesivos en los litorales que los amplifican notablemente. Esta amplificación está en relación con la configuración de las cuencas, que determinan las posibilidades de vibración de las aguas.

La deformación elipsoidal de la Tierra es consecuencia de la acción de la fuerza centrífuga y la gravitación entre la Tierra y la Luna. La fuerza resultante no es igual en todos los puntos, siendo mayor en el lado de la Tierra más cercano a la Luna, y de esta forma se pondrá de manifiesto la marea según el balance de ambas fuerzas.

La elevación de las mareas se producirá en el lado de la Tierra más cercano a la Luna (es mayor la fuerza gravitatoria) y en el opuesto (donde es mayor la fuerza centrífuga). Los valores máximos se alcanzan cuando Sol, Luna y Tierra están en línea recta (mareas vivas). Por el contrario, cuando se encuentran en cuadratura las fuerzas se contrarrestan y las mareas se reducen al mínimo (mareas muertas).

Tipos de mareas

A lo largo del día cualquier punto de la Tierra se alinea dos veces con la Luna, con lo que se registran en un día dos mareas altas y dos bajas. Hay algunas variaciones que dan lugar a la distinción de tres tipos de mareas:

·          Mareas diurnas: poco comunes. Cuentan con un sólo ascenso (flujo) y un sólo descenso (reflujo). Pueden encontrarse en el Golfo de México y en mares parcialmente cerrados.

·          Mareas semidiurnas: dos ciclos completos al día, casi de igual magnitud. Es frecuente en el Atlántico.

·          Mareas mixtas: dos flujos cada 24 horas, pero pueden ocurrir varias cosas: que un ciclo sea tan bajo que el reflujo siguiente apenas muestra su descenso, o que una marea baja sea tan alta que el flujo siguiente apenas muestra variación. Son comunes en el Pacífico y el Índico.

Ritmo de las mareas

El ritmo de las mareas se retrasa al día 50 minutos debido al movimiento de rotación de la Luna alrededor de la Tierra. Las tierras responden también a las mareas mediante las mareas terrestre.

Amplitud de las mareas

La amplitud de las mareas es variable según las zonas, y en general son sensibles a los contactos con la plataforma continental, orillas, bahías, etc. Suelen ser máximas en los bordes de las cuencas, siendo muy reducidas en islas oceánicas aisladas o en mares cerrados.

Corrientes de marea

La fuerza de atracción es causa también de movimientos horizontales denominados corrientes de marea, que pueden alcanzar velocidades de hasta 18 km/h. Las más veloces se forman donde el mar tiene acceso al océano a través de un paso angosto o en puntos con gran diferencia entre las horas de la marea. La importancia de estas corrientes se centra en las condiciones de navegación y en sus repercusiones en el relieve submarino.

Consecuencias de las mareas

Las mareas tienen consecuencias geográficas:

·          Interés biogeográfico: modificación en la vertical de las condiciones ecológicas para flora y fauna.

·          Interés para la navegación: acciones a favor (si pleamar, sí entrada a estuarios) y en contra (en bajamar, no).

·          Interés pesquero: la bajamar facilita la pesca e crustáceos.

·          Interés energético: se aprovecha su fuerza motriz.

//4.3 Movimientos tectónicos y eustáticos//

Son movimientos a mayor escala, continuos, pero lentos en el tiempo. Pueden ser debidos a movimientos ascendentes o descendentes del océano de alcance mundial (movimientos eustáticos) o de la tierra (movimientos tectónicos), de alcance más reducido.

Los movimientos eustáticos se producen por distintos hechos:

·          Variaciones de temperatura: el intenso frío hace que los glaciares retengan más agua, con lo que el nivel del mar baja, al contrario que con altas temperaturas, que hacen que se funda el hielo y suba el nivel del mar.

·          Cambios de tamaño y forma de las cuencas: debido a los continuos flujos de depósitos del fondo de los océanos.

·          Aportación de aguas juveniles.

//4.4 Movimientos debidos al viento//

La movilidad de las aguas superficiales se produce por la acción de los vientos, que provocan movimientos ondulatorios (olas y ondas marinas) y otros movimientos horizontales (corrientes).

Olas y ondas marinas

Las olas de origen eólico son movimientos ondulatorios que se forman en lugares con vientos fuertes, propagándose a grandes distancias. Las olas suponen la agitación de la superficie marina, no llegando a más de 200 m de profundidad. Cuando cesa el viento cesan las olas en mar abierto, pero se mantiene la vibración de las aguas, produciéndose ondulaciones regulares llamadas ondas, que se propagan a grandes distancias sin desplazar la masa de agua.

Diferencia entre olas y ondas

Las olas varían según la acción del viento sobre la superficie, en función de su velocidad, duración y amplitud en mar abierto. La formación de las olas comienza con los primeros rizos y, si el viento se mantiene, el agua se apila en crestas, de forma que la cara levantada de cada rizo presenta mayor superficie al viento.

Un mar es el complejo resultando de la intensidad y dirección del viento variables, y de la combinación de las olas en distintos modelos en cuanto a dirección, longitud y amplitud de onda.

Las ondas libres de movimiento ondulatorio son el resultado del movimiento del agua, que describe órbitas para volver a la vertical. Según se alejan de su lugar de origen se modifican: las crestas se hacen más bajas y redondeadas, de forma más simétrica y se mueven en trenes de período y altura similar. Con este aspecto se llaman marejada, o aveces mar gruesa, y pueden transmitirse a miles de kms.

Modificación de las olas en las costas. Acción erosiva

Toda esta configuración varía al acercarse a la costa, donde ejercen una acción erosiva. Experimentan modificaciones en función del contorno de los fondos oceánicos, de las pendientes de las playas, del trazado de las costas y de la profundidad de la plataforma.

La menor profundidad del fondo produce el rompimiento de las olas. Se produce cuando la profundidad es menor de media longitud de onda o es 1’3 veces la altura de la onda, ya que el movimiento no puede realizar su órbita circular, se transforma en una elipse, decrece la longitud de onda, se eleva el pico de la onda, aumenta la velocidad de las partículas de la cresta y la ola forma un pico según avanza hacia la costa. El avance de las crestas es más lento cuanto más rápidamente se eleva el fondo.

Olas sísmicas

Hay ondas que dependen de otros factores, como las olas sísmicas producidas por erupciones submarinas, volcanes, deslizamientos de tierra o terremotos, que producen olas de fondo de devastadoras repercusiones en las costas en forma de maremotos. También hay olas provocadas por el hombre a consecuencia de explosiones nucleares submarinas.

Los maremotos no tienen que ver con las mareas, ya que éstas son periódicas y predecibles. Las olas destructivas o tsunamis son impredecibles y pueden alcanzar hasta 30 m de altura. Hay zonas más propensas a ellas, como las costas mediterráneas, el Caribe y costas occidentales de Asia.

Las corrientes superficiales

La dirección dominante de los vientos provoca la circulación de unas corrientes de agua en superficie. A escala planetaria son similares los sistemas circulatorios oceánicos y atmosféricos, aunque la circulación de las aguas es más lenta que la atmosférica.

Estas corrientes se desplazan de forma constante en la superficie de los océanos, diferenciándose del resto de aguas en su temperatura. Sus características son reflejo de su procedencia, más frías, como las procedentes del oeste que al chocar con los continentes van hacia el sur (corrientes de Humbolt, de Benguela o de Canarias), o cálidas las que van hacia el norte (corriente del Atlántico Norte).




Tipos de circulaciones

Las corrientes superficiales varían según la naturaleza del viento, del lugar y la fuerza que ejerce sobre las aguas. Se pueden observar dos tipos de circulaciones:

·          Circulación media: presentan corrientes anchas, lentas y constantes.

·          Circulación sinóptica: variaciones de las corrientes a nivel diario y mensual, con corrientes estrechas, tortuosas, rápidas y muy volubles. Estas variaciones no tienen contrapartida atmosférica, como las corrientes medias.

Corrientes de impulsión y de descarga

Otras corrientes son producidas por movimientos compensatorios de temperatura y densidad, o diferencia de nivel en las aguas. A estas se les llama corrientes de descarga, en oposición a las provocadas por el viento, que se denominan corrientes de impulsión.

Factores que condicionan la trayectoria de las corrientes marinas

·          Vientos. Ejercen una fuerza sobre las aguas, que se mueven en la misma dirección. Ésto se pone de manifiesto en el Hemisferio Sur, ya que los tres océanos presentan una circulación similar provocada por los vientos del oeste, ya que ninguna barrera modifica su trayectoria inicial. En el Océano Índico cambia la dirección de las corrientes por los monzones, por lo que varían con las estaciones. Cuando sopla el monzón invernal del NO la dirección norecuatorial es muy potente. Cuando sopla el de verano desaparece la corriente norecuatorial para instalarse la corriente del este, hasta el Pacífico occidental. En bajas latitudes se observa la influencia de los alisios, una de las principales fuerzas motrices de las corrientes, que transportan agua hacia el oeste y forman la corriente norecuatorial. Los vientos del oeste impulsan la corriente del Golfo y la corriente Antártica.

·          Rotación de la Tierra. La fuerza de Coriolis da lugar a una deriación de las aguas, modificando la dirección inicial hacia la derecha en el Hemisferio Norte y a la izquierda en el Sur. Otro efecto importante es el desplazamiento de los giros circulatorios de las corrientes hacia el oeste y la intensificación de las corrientes en el lado occidental de las cuencas oceánicas.

·          Presencia de barreras continentales. La presencia de barreras continentales en el camino de las corrientes lleva consigo la división lateral de las masas de agua, originando las corrientes de descarga pasiva. Un ejemplo es el desplazamiento de la corriente sudecuatorial que llega al Brasil, bifurcándose parte hacia el sur y parte hacia el norte, juntándose con la corriente norecuatorial en el Golfo de México.

Movimientos de compensación.

La desviación de las corrientes cálidas hacia latitudes más frías tiene consecuencias climáticas, pues hace que se suavicen las temperaturas costeras, y lo contrario con las corrientes frías. Las temperaturas costeras varían dentro de una misma latitud en función de la proximidad de una corriente fría o cálida:

·          Zona intertropical: las costas occidentales reciben corrientes frías, con lo que su temperatura es más fresca que en las costas orientales.

·          Zona templada: en latitudes bajas, las costas orientales son más cálidas que las occidentales, mientras que en latitudes más altas sucede lo contrario, en función de las corrientes que les afectan.

·          Zonas polares: las costas occidentales tienen temperaturas más suaves que las orientales, afectadas por las corrientes frías derivadas del océano Ártico.

En general, en latitudes bajas y medias predominan las corrientes de impulsión (derivadas del viento), mientras que en altas latitudes la situación en más compleja, adquiriendo gran importancia las corrientes de descarga.

Entre las principales corrientes cálidas destacan: Hemisferio Norte -  Kurosivo, Ecuatorial septentrional, Florida, Atlántico Norte, Guinea y contracorriente ecuatorial. Hemisferio Sur -  Ecuatorial meridional, del viento del oeste en el Pacífico, Brasil y Agulhas.

Dentro de las corrientes frías están: Hemisferio Norte - Pacífico Norte, Alaska, California, Labrador y Canarias. Hemisferio Sur: Perú, Malvinas, Benguela y del viento del oeste en el Atlántico e Índico.

//4.5 La circulación abisal//

Está formada por corrientes muy frías. Se inicia por el descenso de aguas frías en regiones polares, que se trasladan por debajo de las aguas menos frías, debido a su mayor densidad, hasta el Ecuador, a causa de la rotación de la Tierra, a lo largo de las costas occidentales de las cuencas oceánicas. Al juntarse las corrientes frías provenientes del norte y del sur se producen flujos ascensionales compensatorios.