18.4: Agua del Océano

Como todos saben, el agua de mar es salada. Es así porque el agua del río que desemboca en los océanos contiene pequeñas cantidades de iones disueltos, y en su mayor parte, el agua que sale de los océanos es el agua pura que se evapora de la superficie. Miles de millones de años de una pequeña cantidad de sal entrando al océano, y ninguna saliendo (la mayor parte del tiempo), ha hecho que el agua sea salada. Las sales del océano (dominadas por sodio, cloro y azufre) (Figura\(\PageIndex{1}\)) están ahí porque son muy solubles y no son consumidas por procesos biológicos (la mayor parte del calcio, por ejemplo, es utilizado por organismos para hacer minerales carbonatados). Si las sales siempre van al océano, y nunca salen, se podría suponer que los océanos se han ido volviendo cada vez más salinos a lo largo del tiempo geológico. De hecho, este no parece ser el caso. Hay evidencia geológica de que los océanos de la Tierra se volvieron salados temprano durante el Archaean, y que en ocasiones en el pasado, han vuelto a ser al menos la mitad de salados que ahora. Esto implica que debe haber un mecanismo para eliminar la sal de los océanos, y ese mecanismo es el aislamiento de algunas partes del océano en mares (como el Mediterráneo) y la eventual evaporación de esos mares para crear lechos de sal que se convierten en parte de la corteza. La Formación Evaporita de la Pradera del Devónico Medio de Saskatchewan y Manitoba es un buen ejemplo de ello.

Figura\(\PageIndex{1}\) Las proporciones (en peso) de los principales elementos disueltos en el agua del océano.

La salinidad promedio de los océanos es de 35 g de sal por litro de agua, pero hay variaciones regionales significativas en este valor, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). El agua del océano es menos salada (alrededor de 31 g/L) en el Ártico, y también en varios lugares donde fluyen grandes ríos (por ejemplo, los ríos Ganges/Brahmaputra y Mekong en el sudeste asiático, y los ríos Amarillo y Yangtze en China). El agua del océano es más salada (más de 37 g/L) en algunos mares restringidos en regiones cálidas y secas, como el Mediterráneo y el Mar Rojo. Quizás te sorprenda saber que, a pesar de que algunos ríos masivos desembocan en él (como el Nilo y el Danubio), el agua no fluye del mar Mediterráneo hacia el Atlántico. Hay tanta evaporación ocurriendo en la cuenca mediterránea que el agua desemboca en ella desde el Atlántico, a través del Estrecho de Gibraltar.

Figura\(\PageIndex{2}\) La distribución de la salinidad en los océanos de la Tierra y los principales mares.

En el océano abierto, las salinidades se elevan en latitudes más bajas porque aquí es donde se produce la mayor evaporación. Las salinidades más altas se encuentran en las partes subtropicales del Atlántico, especialmente al norte del ecuador. El Atlántico norte es mucho más salino que el Pacífico norte porque la corriente de la Corriente del Golfo trae una cantidad masiva de agua salada del Atlántico tropical y el Caribe a la región alrededor de Gran Bretaña, Islandia y Escandinavia. La salinidad en el Mar de Noruega (entre Noruega e Islandia) es sustancialmente mayor que la de otras áreas polares.

Ejercicio 18.4 Pedazo de sal

Figura\(\PageIndex{3}\)

¿Qué tan salado es el mar? Si alguna vez has nadado en el océano, probablemente lo hayas probado. Para entender lo salado que es el mar, comience con 250 mL de agua (1 taza). Hay 35 g de sal en 1 L de agua de mar por lo que en 250 mL (1/4 litro) hay 35/4 = 8.75 o ~9 g de sal. Esto es solo corto de 2 cucharaditas, por lo que estaría lo suficientemente cerca como para agregar 2 cucharaditas niveladas de sal a la taza de agua. Luego revuelve hasta que se disuelva. ¡Que pruebasen!

Por supuesto, si usabas sal de mesa refinada normal, entonces lo que agregaste fue NaCl casi puro. Para obtener el verdadero sabor del agua de mar, querría usar algo de sal de agua de mar evaporada (también conocida como sal marina), que tiene algunos por ciento de magnesio, azufre y calcio además de algunos oligoelementos.

Consulte el Apéndice 3 para el Ejercicio 18.4 respuestas.

No inesperadamente, los océanos son más cálidos cerca del ecuador, típicamente de 25° a 30° C y más fríos cerca de los polos, alrededor de 0°C (Figura\(\PageIndex{4}\)). (El agua de mar permanecerá descongelada hasta aproximadamente -2°C.) En latitudes del sur de Canadá, la temperatura media anual del agua se encuentra en el rango de 10° a 15°C en la costa oeste y en el rango de 5° a 10°C en la costa este. Las variaciones en las temperaturas de la superficie del mar (SST) están relacionadas con la redistribución del agua por las corrientes oceánicas, como veremos a continuación. Un buen ejemplo de ello es el penacho de agua cálida de la Corriente del Golfo que se extiende a través del Atlántico norte. St. John's, Terranova y Bretaña en Francia están aproximadamente a la misma latitud (47.5° N), pero el SST promedio en St. John's es un gélido 3°C, mientras que en Bretaña es un 15°C razonablemente cómodo.

Figura\(\PageIndex{4}\) La distribución global de las temperaturas medias anuales de la superficie marina.

Las corrientes en el océano abierto son creadas por el viento que se mueve a través del agua y por las diferencias de densidad relacionadas con la temperatura y la salinidad. En la Figura se muestra una visión general de las principales corrientes oceánicas\(\PageIndex{5}\). Como puede ver, las corrientes del hemisferio norte forman patrones circulares (giros) que giran en sentido horario, mientras que los giros del hemisferio sur son en sentido contrario a las agujas del reloj. Esto sucede por la misma razón que el agua en tu fregadero del hemisferio norte gira en sentido horario a medida que fluye por el desagüe; esto es causado por el efecto Coriolis.

Figura\(\PageIndex{5}\) Descripción general de las principales corrientes oceánicas abiertas. Las flechas rojas representan el agua caliente que se mueve hacia regiones más frías. Las flechas azules representan el agua fría moviéndose hacia regiones más cálidas. Las flechas negras representan corrientes que no implican cambios significativos de temperatura.

Debido a que las cuencas oceánicas no son como cuencas de baño, no todas las corrientes oceánicas se comportan como esperábamos. En el Pacífico Norte, por ejemplo, la corriente principal fluye en el sentido de las agujas del reloj, pero hay una corriente secundaria en el área adyacente a nuestra costa, la corriente de Alaska, que fluye en sentido contrario a las agujas del reloj, trayendo agua relativamente cálida desde California, pasando por Oregón, Washington y B.C. hasta Alaska. En la costa este de Canadá, la fría Corriente de Labrador fluye hacia el sur más allá de Terranova, trayendo una corriente de icebergs más allá del puerto en St. John's (Figura\(\PageIndex{7}\)). Esta corriente ayuda a desviar la Corriente del Golfo hacia el noreste, asegurando que Terranova se mantenga fresca y Europa occidental se mantenga caliente.

Figura\(\PageIndex{6}\) Un iceberg flotando más allá de la isla Exploits en la Corriente de Labrador

Ejercicio 18.5: Comprender el efecto Coriolis

Figura\(\PageIndex{7}\)

El efecto Coriolis tiene que ver con objetos que se mueven en relación con otros objetos que están girando. Una corriente oceánica se mueve a través de la Tierra giratoria, y su movimiento es controlado por el efecto Coriolis.

Imagina que estás parado en el ecuador mirando recto hacia el norte y disparas un arma en esa dirección. La bala en el arma comienza yendo recto hacia el norte, pero también tiene un componente de movimiento hacia el este que obtiene de la rotación de la Tierra, que es de mil 670 kilómetros por hora en el ecuador. Debido a la forma esférica de la Tierra, la velocidad de rotación lejos del ecuador no es tan rápida como lo es en el ecuador (de hecho, la velocidad de rotación de la Tierra es de 0 kilómetros por hora en los polos) por lo que la bala en realidad traza una trayectoria curva en sentido horario a través de la superficie de la Tierra, como lo muestra la flecha roja en el diagrama. En el hemisferio sur el efecto Coriolis es antihorario (flecha verde).

El efecto Coriolis se imparte a las rotaciones de corrientes oceánicas y tormentas tropicales. Si la Tierra fuera un cilindro giratorio, en lugar de una esfera, no habría efecto Coriolis.

Consulte el Apéndice 3 para el Ejercicio 18.5 respuestas.

Figura\(\PageIndex{8}\) Una representación del movimiento vertical del agua a lo largo de una sección transversal norte-sur a través de la cuenca atlántica.

Las corrientes mostradas en la Figura\(\PageIndex{5}\) son todas corrientes superficiales, y solo involucran los pocos cientos de metros superiores de los océanos. Pero hay mucho más pasando por debajo. La Corriente del Golfo, por ejemplo, que es cálida y salina, fluye más allá de Gran Bretaña e Islandia hacia el Mar de Noruega (donde se convierte en la Corriente Noruega). A medida que se enfría, se vuelve más denso, y debido a su alta salinidad, que también contribuye a su densidad, comienza a hundirse bajo el agua circundante (Figura\(\PageIndex{8}\)). En este punto, se le conoce como Aguas Profundas del Atlántico Norte (NADW), y fluye a una profundidad significativa en el Atlántico ya que se dirige hacia el sur. En tanto, en el extremo sur del Atlántico, el agua muy fría adyacente a la Antártida también se hunde hasta el fondo para convertirse en Agua de Fondo Antártico (AABW) que fluye hacia el norte, debajo del NADW.

Figura\(\PageIndex{9}\) El sistema de circulación termohalina, también conocido como Global Ocean Conveyor.

El descenso del denso NADW es solo una parte de un sistema global de circulación de agua de mar, tanto en superficie como en profundidad, como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{9}\). El agua que se hunde en las zonas de formación de aguas profundas en el Mar de Noruega y adyacentes a la Antártida se mueve muy lentamente a profundidad. Eventualmente resurge en el Océano Índico entre África e India, y en el Océano Pacífico, al norte del ecuador.

La circulación termohalina es de vital importancia para la transferencia de calor en la Tierra. Trae agua tibia de los trópicos a los polos, y agua fría de los polos a los trópicos, evitando así que las regiones polares se enfríen demasiado y las regiones tropicales se calienten demasiado. Una reducción en la tasa de circulación termohalina conduciría a condiciones más frías y a una mayor formación de hielo marino en los polos. Esto iniciaría un proceso de retroalimentación positiva que podría resultar en un enfriamiento global significativo. Existe evidencia convincente que indica que hubo cambios importantes en la circulación termohalina, correspondientes a los cambios climáticos, durante la Glaciación Pleistoceno.

Descripciones de las imágenes

Descripción de la\(\PageIndex{5}\) imagen de la figura: Las corrientes de los océanos del mundo trabajan juntas para formar una serie de patrones generales. Las corrientes fluyen entre sí para formar corrientes más grandes. Grupos de corrientes en el hemisferio norte fluyen en sentido horario. Esto incluye grupos de corrientes en el Océano Pacífico Norte y el Océano Atlántico Norte. Las corrientes en el hemisferio sur fluyen en sentido antihorario. Esto incluye grupos de corrientes en el Océano Pacífico Sur, el Océano Atlántico Sur y el Océano Índico. Las corrientes que fluyen hacia el ecuador son más frías que las aguas circundantes. Las corrientes que fluyen lejos del ecuador son más cálidas que el agua circundante. Corrientes por debajo de 60 ° Sur fluyen de este a oeste (o de oeste a este) alrededor de la Antártida. Las corrientes a lo largo del Ecuador también fluyen de este a oeste (o de oeste a este). Las corrientes que fluyen de este a oeste (o de oeste a este) tienen la misma temperatura que el agua circundante. Para una descripción más detallada de las corrientes específicas, consulte la siguiente tabla, que describe 26 corrientes principales, incluyendo su ubicación, dirección de flujo y relación con las corrientes circundantes. Se organizan en orden alfabético. O bien, puedes [Volver a la figura\(\PageIndex{5}\)].

\(\PageIndex{6}\)Tabla de figuras: Descripción de las principales corrientes del océano y su dirección de flujo

Nombre de la Corriente	Temperatura de corriente en comparación con el agua circundante	Dirección del flujo	Relación con corrientes cercanas
Agulhas	Una corriente cálida	La corriente de Agulhas fluye hacia el sur desde la península arábiga por la costa este de África.	La corriente Agulhas se une con la corriente de Mozambique, que también fluye hacia el sur.
Alaska	Una corriente cálida	La corriente de Alaska fluye hacia el norte por la costa oeste de Estados Unidos y Canadá antes de circular hacia el oeste una vez que llega a Alaska	La corriente de Alaska desemboca en la corriente de Oyashio
Circumpolar antártico	Sin diferencia de temperatura	La corriente circumpolar antártica fluye hacia el este para dar vueltas alrededor de la Antártida.	El Circumpolar Antártico fluye hacia el este sobre el Subpolar Antártico, que fluye hacia el oeste.
Subpolar Antártico	Sin diferencia de temperatura	La corriente subpolar antártica fluye hacia el oeste a lo largo de la costa de la Antártida.	La corriente subpolar antártica fluye hacia el oeste por debajo de la corriente Circumpolar Antártica, que fluye hacia el este.
Benguela	Una corriente fría	La corriente de Benguela fluye hacia el norte a lo largo de la costa suroeste de África.	La corriente Benguela desemboca en la corriente ecuatorial sur y es alimentada por la corriente del Atlántico Sur.
Brasil	Una corriente cálida	La corriente brasileña fluye hacia el sur a lo largo de la costa este de Sudamérica.	La corriente brasileña desemboca en la corriente del Atlántico Sur y es alimentada por el ramal sur de la corriente ecuatorial sur.
California	Una corriente fría	La corriente de California fluye hacia el sur desde la costa suroeste de Estados Unidos a lo largo de la costa oeste de México.	La corriente de California desemboca en la corriente ecuatorial del Norte y es alimentada por la corriente del Pacífico Norte.
Canario	Una corriente fría	La corriente canaria fluye desde el sur a lo largo de la costa noroeste de África desde Marruecos hasta Sengal.	La corriente canaria desemboca en la corriente ecuatorial norte y es alimentada por la Deriva del Atlántico Norte.
Australiano Oriental	Una corriente cálida	Las corrientes de Australia Oriental fluyen desde el ecuador y el sur, pasando por la costa este de Australia. Uno fluye entre Nueva Zelanda y Australia, y el otro fluye más allá del lado este de Nueva Zelanda.	Las corrientes de Australia Oriental fluyen hacia la corriente del Pacífico Sur y son alimentadas por la corriente ecuatorial del Sur.
Groenlandia Oriental	Una corriente fría	La corriente de Groenlandia Oriental fluye hacia el sur por la costa este de Groenlandia.	La corriente de Groenlandia Oriental desemboca en la corriente de Labrador.
Contador ecuatorial	Sin diferencia de temperatura.	La contracorriente ecuatorial fluye hacia el este a lo largo del ecuador. Se divide en tres secciones: una en el Océano Pacífico, una en el Océano Atlántico y otra en el Océano Índico.	La contracorriente ecuatorial fluye hacia el este entre las corrientes ecuatoriales del Norte y las del Sur Ecuatoriales, las cuales fluyen ambas
Corriente del Golfo	Una corriente cálida	La Corriente del Golfo fluye hacia el norte desde el Caribe a lo largo de la costa este de Estados Unidos.	La Corriente del Golfo desemboca en la corriente de deriva del Atlántico Norte y es alimentada por la corriente ecuatorial norte.
Kuroshio	Una corriente cálida	La corriente de Kuroshio fluye hacia el norte a lo largo de la costa este de Filipinas y Japón.	La corriente de Kuroshio desemboca en la corriente del Pacífico Norte y es alimentada por la corriente ecuatorial del Norte.
Labrador	Una corriente fría	La corriente de Labrador fluye hacia el sur a lo largo de la costa oriental de Canadá hacia el norte de Estados Unidos.	La corriente de Labrador es alimentada parcialmente por la corriente de Groenlandia Oriental. Una vez que llega al norte de Estados Unidos, fluye más allá de la Corriente del Golfo.
Mozambique	Una corriente cálida	La corriente de Mozambique fluye hacia el sur a lo largo de la costa este de Madagascar y hacia el Océano Austral.	La corriente de Mozambique desemboca en la corriente del sur de la India y es alimentada por la corriente sur ecuatorial.
Deriva del Atlántico Norte	Sin diferencia de temperatura	La corriente de deriva del Atlántico Norte fluye hacia el este a través del Océano Atlántico desde la costa norte de Estados Unidos hasta la costa sur de España.	La corriente de deriva del Atlántico Norte se divide para fluir hacia el norte hacia la corriente noruega y fluir hacia el sur hacia la corriente canaria. Es alimentado por la Corriente del Golfo.
Ecuatorial Norte	Sin diferencia de temperatura.	La corriente ecuatorial del Norte fluye hacia el oeste justo por encima del ecuador. Se divide en tres secciones: una en el Océano Pacífico, una en el Océano Atlántico y otra en el Océano Índico.	La corriente ecuatorial del Norte en el Océano Pacífico desemboca en la corriente de Kuroshio y es alimentada por la corriente de California. La corriente ecuatorial del Norte en el Océano Atlántico desemboca en la Corriente del Golfo y es alimentada por la corriente canaria. La corriente ecuatorial del Norte en el Océano Índico gira hacia África para incorporarse a la contracorriente ecuatorial.
Pacífico Norte	Sin diferencia de temperatura	La corriente del Pacífico Norte fluye hacia el oeste a través del Océano Pacífico desde Japón hasta la costa sur de Estados Unidos.	La corriente del Pacífico Norte fluye hacia la corriente de California y es alimentada por la corriente de Kuroshio.
Noruego	Una corriente cálida	La corriente noruega fluye hacia el norte desde la costa norte del Reino Unido hasta lo largo de la costa de Noruega.	Esta corriente es alimentada por la rama norte de la corriente de Deriva del Atlántico Norte y desemboca en el Océano Ártico.
Oyashio	Una corriente fría	La corriente Oyashio fluye hacia el sur a lo largo de la costa este de Rusia.	La corriente Oyashio choca con la corriente de Kuroshio, que desemboca hacia el norte hacia la corriente del Pacífico Norte.
Perú	Una corriente fría	La corriente peruana fluye hacia el norte a lo largo de la costa centro-oeste de Sudamérica.	La corriente peruana desemboca en la corriente ecuatorial sur y es alimentada por la corriente del Pacífico Sur.
Atlántico Sur	Sin diferencia de temperatura	La corriente del Atlántico Sur fluye desde el extremo sur de Sudamérica hacia el extremo sur de África.	La corriente del Atlántico Sur desemboca en la corriente de Benguela y es alimentada por la corriente de Brasil.
Sur Ecuatorial	Sin diferencia de temperatura	La corriente ecuatorial sur fluye hacia el oeste justo por debajo del ecuador. Se divide en tres secciones: una en el Océano Pacífico, una en el Océano Atlántico y otra en el Océano Índico.	La corriente ecuatorial del Sur en el Océano Pacífico desemboca en las corrientes de Australia Oriental y es alimentada por la corriente peruana. La corriente ecuatorial sur en el Océano Atlántico fluye norte y sur: norte a lo largo de la costa noreste de América del Sur y sur hacia la corriente de Brasil. Es alimentado por la corriente Benguela. La corriente ecuatorial meridional en el Océano Índico desemboca en la corriente de Mozambique y es alimentada por la corriente de Australia Occidental.
Sur de la India	Sin diferencia de temperatura	La corriente del sur de la India fluye desde la parte sur del océano Índico hacia la costa suroeste de Australia.	La corriente del sur de la India fluye hacia la corriente de Australia Occidental y es alimentada por la corriente de Mozambique.
Pacífico Sur	Sin diferencia de temperatura	La corriente del Pacífico Sur fluye hacia el este desde la costa sureste de Australia hasta la costa suroeste de América del Sur.	La corriente del Pacífico Sur fluye hacia la corriente de Perú y es alimentada por la corriente de Australia Oriental.
Corriente de Australia Occidental	Una corriente fría	La corriente de Australia Occidental fluye hacia el norte a lo largo de la costa oeste de Australia.	La corriente de Australia Occidental fluye hacia la corriente ecuatorial del Sur y es alimentada por la corriente del sur de la India.

[Volver a la figura\(\PageIndex{5}\)]

Atribuciones de medios

• Figura\(\PageIndex{1}\): © Steven Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{2}\): “WOA09 sea-surf SAL AYOol” © Plumbago. CC BY-SA.
• Figura\(\PageIndex{3}\): © Steven Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{4}\): “WOA09 mar-surf TMP Ayool” © Plumbago. CC BY-SA.
• Figura\(\PageIndex{5}\): “Corrientes Oceanicas” del Dr. Michael Pidwirny. Dominio público.
• Figura\(\PageIndex{6}\): “Terranova Iceberg justo al lado de Exploits Island” © Shawn. CC BY-SA.
• Figuras 18.4.7, 18.4.7: © Steven Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{9}\): “Circulación Termohalina” de la NASA. Dominio público.