46.3B: El Ciclo del Agua (Hidrológico)
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- Explicar el camino del ciclo hidrológico y su importancia
El agua es la base de todos los procesos vivos. Más de la mitad del cuerpo humano está formado por agua, mientras que las células humanas son más del 70 por ciento de agua. Así, la mayoría de los animales terrestres necesitan un suministro de agua dulce para sobrevivir. No obstante, al examinar las reservas de agua en la tierra, el 97.5 por ciento de ella es agua salada no potable. Del agua restante, el 99 por ciento está encerrado bajo tierra como agua o como hielo. Así, menos del 1 por ciento del agua dulce es fácilmente accesible desde lagos y ríos. Muchos seres vivos, como plantas, animales y hongos, dependen de la pequeña cantidad de suministro de agua dulce superficial, una falta de la cual puede tener efectos masivos en la dinámica de los ecosistemas. Los humanos, por supuesto, han desarrollado tecnologías para aumentar la disponibilidad de agua, como cavar pozos para cosechar agua subterránea, almacenar agua de lluvia y usar la desalinización para obtener agua potable del océano. Si bien esta búsqueda del agua potable ha estado en curso a lo largo de la historia de la humanidad, el suministro de agua dulce sigue siendo un problema importante en los tiempos modernos.
El ciclo del agua es extremadamente importante para la dinámica de los ecosistemas ya que tiene una gran influencia en el clima y, por lo tanto, en los entornos de los ecosistemas. Por ejemplo, cuando el agua se evapora, toma energía de su entorno, enfriando el ambiente. Cuando se condensa, libera energía, calentando el ambiente. La fase de evaporación del ciclo purifica el agua, que luego repone la tierra con agua dulce. El flujo de agua líquida y hielo transporta minerales por todo el mundo. También participa en la remodelación de las características geológicas de la tierra a través de procesos que incluyen erosión y sedimentación. El ciclo del agua también es esencial para el mantenimiento de la mayor parte de la vida y los ecosistemas del planeta. La mayor parte del agua en la tierra se almacena durante largos períodos en los océanos, bajo tierra y como hielo. El tiempo de residencia es una medida del tiempo promedio que una molécula de agua individual permanece en un reservorio particular. Una gran cantidad del agua de la tierra está bloqueada en su lugar en estos embalses como hielo, debajo del suelo y en el océano, y, por lo tanto, no está disponible para ciclos a corto plazo (solo las aguas superficiales pueden evaporarse).
Existen diversos procesos que ocurren durante el ciclo del agua, los cuales incluyen los siguientes:
- evaporación/sublimación
- condensación/precipitación
- flujo de agua subsuperficial
- escurrimiento superficial/derretimiento de nieve
- flujo de corriente
El ciclo del agua es impulsado por la energía del sol ya que calienta los océanos y otras aguas superficiales. Esto lleva a la evaporación (agua a vapor de agua) del agua superficial líquida y la sublimación (hielo a vapor de agua) del agua congelada, que deposita grandes cantidades de vapor de agua en la atmósfera. Con el tiempo, este vapor de agua se condensa en nubes en forma de gotas líquidas o congeladas, lo que eventualmente es seguido por la precipitación (lluvia o nieve), retornando el agua a la superficie terrestre. La lluvia eventualmente se filtra en el suelo, donde puede evaporarse nuevamente (si está cerca de la superficie), fluir debajo de la superficie o almacenarse durante largos períodos. Se observa más fácilmente la escorrentía superficial: el flujo de agua dulce ya sea de la lluvia o del hielo derretido. La escorrentía puede entonces abrirse paso a través de arroyos y lagos hasta los océanos o fluir directamente a los océanos mismos. La lluvia y la escorrentía superficial son las principales formas en que los minerales, incluidos el carbono, el nitrógeno, el fósforo y el azufre, se ciclan de la tierra al agua.
Puntos Clave
- El ciclo del agua afecta el clima, transporta minerales, purifica el agua y repone la tierra con agua dulce.
- El agua con un tiempo de residencia más largo, como el agua en océanos y glaciares, no está disponible para el ciclo a corto plazo, lo que ocurre a través de la evaporación.
- El agua superficial se evapora (agua a vapor de agua) o se sublima (hielo a vapor de agua), lo que deposita grandes cantidades de vapor de agua en la atmósfera.
- El vapor de agua en la atmósfera se condensa en nubes y eventualmente es seguido por la precipitación, que devuelve el agua a la superficie terrestre.
- La lluvia se filtra en el suelo, donde puede evaporarse o entrar en cuerpos de agua.
- La escorrentía superficial ingresa a los océanos directamente o por arroyos y lagos.
Términos Clave
- tiempo de residencia: el tiempo promedio que una molécula particular de agua permanecerá en un cuerpo de agua
- condensación: la conversión de un gas a un líquido; el condensado así formado
- escorrentía superficial: flujo terrestre de exceso de agua (con o sin contaminantes acumulados) que no puede ser absorbido por el suelo como infiltración
- Evaporación: el proceso de conversión de un líquido al estado gaseoso
- sublimación: la transición de una sustancia de la fase sólida directamente al estado de vapor de manera que no pase por la fase líquida intermedia