6.26: Ciclo del Agua
- Page ID
- 108000
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)
¿De dónde viene el agua que necesitan tus celdas?
A diferencia de la energía, la materia no se pierde a medida que pasa por un ecosistema. En cambio, la materia, incluida el agua, se recicla. Este reciclaje implica interacciones específicas entre los factores bióticos y abióticos en un ecosistema. Lo más probable es que el agua que bebiste esta mañana haya existido por millones de años, o más.
El ciclo del agua
Los elementos químicos y el agua que necesitan los organismos se reciclan continuamente en los ecosistemas. Pasan por componentes bióticos y abióticos de la biosfera. Por eso sus ciclos se denominan ciclos biogeoquímicos. Por ejemplo, un químico podría pasar de los organismos (bio) a la atmósfera o al océano (geo) y volver a los organismos nuevamente. Los elementos o el agua pueden ser retenidos por diversos periodos de tiempo en diferentes partes de un ciclo.
- Parte de un ciclo que contiene un elemento o agua por un corto período de tiempo se llama piscina de intercambio. Por ejemplo, el ambiente es una piscina de intercambio por agua. Por lo general, retiene agua (en forma de vapor de agua) por solo unos días.
- Parte de un ciclo que contiene un elemento o agua por un largo periodo de tiempo se llama reservorio. El océano es un reservorio de agua. El océano profundo puede retener el agua durante miles de años.
El agua en la Tierra tiene miles de millones de años. Sin embargo, las moléculas de agua individuales siguen moviéndose a través del ciclo del agua. El ciclo del agua es un ciclo global. Se lleva a cabo sobre, por encima y por debajo de la superficie de la Tierra, como se muestra en la Figura a continuación.
Al igual que otros ciclos biogeoquímicos, no hay principio ni fin para el ciclo del agua. Simplemente sigue repitiéndose. Durante el ciclo del agua, el agua se presenta en tres estados diferentes: gas (vapor de agua), líquido (agua) y sólido (hielo). Muchos procesos están involucrados a medida que el agua cambia de estado en el ciclo del agua.
Evaporación, Sublimación y transpiración
El agua cambia a gas por tres procesos diferentes:
- La evaporación ocurre cuando el agua en la superficie cambia a vapor de agua. El sol calienta el agua y da a las moléculas de agua suficiente energía para escapar a la atmósfera.
- La sublimación ocurre cuando el hielo y la nieve cambian directamente a vapor de agua. Esto también sucede por el calor del sol.
- La transpiración ocurre cuando las plantas liberan vapor de agua a través de los poros foliares llamados estomas (ver Figura a continuación).
Las hojas de las plantas tienen muchos estomas diminutos. Liberan vapor de agua al aire. Condensación y precipitación
Las corrientes de aire ascendentes transportan vapor de agua a la atmósfera. A medida que el vapor de agua sube en la atmósfera, se enfría y se condensa. La condensación es el proceso en el que el vapor de agua cambia a diminutas gotas de agua líquida. Las gotas de agua pueden formar nubes. Si las gotas se hacen lo suficientemente grandes, caen como precipitación: lluvia, nieve, aguanieve, granizo o lluvia helada. La mayor parte de la precipitación cae al océano. Eventualmente, esta agua se evapora de nuevo y repite el ciclo del agua. Algunas precipitaciones congeladas se convierten en parte de los casquetes de hielo y glaciares. Estas masas de hielo pueden almacenar agua congelada durante cientos de años o más.
Aguas subterráneas y escorrentía
Las precipitaciones que caen sobre la tierra pueden fluir sobre la superficie del suelo. Esta agua se llama escorrentía. Eventualmente puede fluir hacia un cuerpo de agua. Algunas precipitaciones que caen sobre la tierra pueden empaparse en el suelo, convirtiéndose en agua subterránea. El agua subterránea puede filtrarse fuera del suelo en un manantial o en un cuerpo de agua como el océano. Algunas aguas subterráneas pueden ser absorbidas por las raíces de las plantas. Algunos pueden fluir más profundamente bajo tierra a un acuífero. Se trata de una capa subterránea de roca que almacena agua, a veces durante miles de años.
Viernes de la Ciencia: Pronosticando el derretimiento: El Observatorio Aéreo de Nieve
El 75% del suministro de agua del sur de California proviene de la capa de nieve en la Cordillera de Sierra Nevada. Este video de Science Friday explica cómo la NASA utiliza el Observatorio de Nieve Aerotransportada que utiliza instrumentación especializada para medir cuidadosamente el contenido de agua.
Resumen
- Los elementos químicos y el agua se reciclan a través de ciclos biogeoquímicos. Los ciclos incluyen partes bióticas y abióticas de los ecosistemas.
- El ciclo del agua tiene lugar sobre, por encima y por debajo de la superficie de la Tierra. En el ciclo, el agua se presenta como vapor de agua, agua líquida y hielo. Muchos procesos están involucrados a medida que el agua cambia de estado en el ciclo.
- El ambiente es una piscina de intercambio por agua. Las masas de hielo, los acuíferos y las profundidades del océano son reservorios de agua.
Revisar
- ¿Qué es un ciclo biogeoquímico? Nombra un ejemplo.
- Identificar y definir dos procesos por los cuales el agua cambia naturalmente de un sólido o líquido a un gas.
- Definir alberca de intercambio y reservorio, e identificar un ejemplo de cada uno en el ciclo del agua.
- Supongamos que eres una molécula de agua. Describe una forma en la que podrías pasar por el ciclo del agua, comenzando como vapor de agua en la atmósfera.
| Imagen | Referencia | Atribuciones |
|
[Figura 1] | Crédito: Derechos de autor de la imagen mosista, 2014; Estomas: Dartmouth Electron Microscope Facility; Hoja: Jon Sullivan Fuente: http://www.shutterstock.com; Estomas: commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Tomato_Leaf_Estomate_1-color.jpg; Hoja: Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Leaf_1_web.jpg Licencia: Dominio público |
 |
[Figura 2] | Crédito: Mariana Ruiz Villarreal (LadyOFHats) para Fundación CK-12; Top 3 imágenes cortesía de NOAA; imagen inferior izquierda por Fundación CK-12 - Christopher Auyeung; abajo a la derecha cortesía del Laboratorio Nacional de Tormentas Severas; Amy Goldstein; Estomas: Instalación de Microscopio Electrónico Dartmouth; Hoja: Jon Sullivan Fuente: Fundación CK-12; Top 3 imágenes: www.srh.noaa.gov/jetstream//sinoptic/precip.htm; Imagen inferior derecha: commons.wikimedia.org/wiki/file:granizo.jpg; http://www.flickr.com/photos/amylovesyah/3945525048/; Estomas: commons.wikimedia.org/wiki/archivo: Tomato_leaf_stomate_1-color.jpg; Hoja: Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Leaf_1_web.jpg Licencia: CC BY-NC 3.0; CC BY-NC 3.0; Top 3 imágenes e imágenes inferiores a la derecha: Dominio público; CC BY 2.0; Dominio público |
 |
[Figura 3] | Crédito: Estomas: Instalación de Microscopio Electrónico Dartmouth; Hoja: Jon Sullivan; Top 3 imágenes cortesía de NOAA; imagen inferior izquierda por Fundación CK-12 - Christopher Auyeung; abajo a la derecha cortesía del Laboratorio Nacional de Tormentas Severas; Amy Goldstein Fuente: Estomas: Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Tomato_Leaf_Estomate_1-color.jpg; Hoja: commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Leaf_1_web.jpg; Top 3 imágenes: www.srh.noaa.gov/jetstream//sinóptico /precip.htm; Imagen inferior derecha: commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Granizo.jpg; http://www.flickr.com/photos/amylovesyah/3945525048/ Licencia: Dominio público; CC BY-NC 3.0; (Top 3 e imágenes abajo derecha) Dominio público; CC BY 2.0 |