Dinámica y Termodinámica del Ciclo Hidrológico: Distribución de Energía y Parámetros Geológicos
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El Ciclo Hidrológico: Motor Térmico y Distribución de Energía
El agua cambia de estado con facilidad y se mueve sin cesar por la atmósfera, la geosfera y a través de los seres vivos. Este movimiento describe un circuito cerrado que, por ello, recibe el nombre de Ciclo del Agua (o Ciclo Hidrológico).
Además, al ser el agua un fluido de elevado calor específico, este ciclo se convierte en una eficaz máquina térmica que transforma la energía solar en calor. La evaporación se produce por absorción de calor, y esa energía queda almacenada y se desprende cuando el vapor se condensa. El vapor se desplaza con la atmósfera, repartiendo así el calor a lo largo y ancho de nuestro planeta (este fenómeno es conocido como calor latente).
Fases y Compartimentos del Ciclo
El agua pasa de la hidrosfera a la atmósfera mediante la evaporación. La expansión del aire que se produce al ascender provoca su enfriamiento, lo que a su vez causa la condensación y la formación de nubes. Mediante la precipitación, el agua es devuelta en forma líquida o sólida a la superficie terrestre.
Caminos del Agua Continental
El agua que cae sobre el continente puede seguir varios caminos:
- Agua de Escorrentía Superficial: Es la que se desplaza por la superficie hacia las zonas más bajas, manifestándose como aguas salvajes, torrentes o ríos (en este apartado se incluyen los lagos).
- Agua Retenida (Agua Edáfica): Su cantidad está en función de las características del suelo (ej. permeabilidad) y de la acción de los seres vivos que la incorporan (absorción por las raíces de los vegetales).
- Agua de Infiltración: Penetra en los poros del terreno y desciende por gravedad hasta incorporarse a las aguas freáticas o subterráneas.
Compartimentos Intercomunicados de la Hidrosfera
Existen varios compartimentos en la hidrosfera, intercomunicados entre sí: océanos, atmósfera, glaciares, masas de agua dulce, aguas subterráneas y biosfera.
Energía y Regulación Térmica
La energía que alimenta el ciclo del agua es la energía solar y la fuerza gravitatoria. El ciclo se considera cerrado, manteniendo el volumen de agua prácticamente constante, si bien hay ganancias y pérdidas que se consideran despreciables.
El ciclo hidrológico regula térmicamente la superficie de la Tierra, transportando materia y energía de las zonas más calientes a las más frías.
Parámetros Clave del Ciclo Hidrológico
En el Ciclo del Agua podemos distinguir dos parámetros fundamentales:
1. Tiempo de Residencia (Tr)
Es el tiempo que una molécula de agua permanece en un lugar determinado. Varía en función del compartimento de la hidrosfera donde se encuentra:
- Atmósfera: 9-10 días.
- Ríos: 12-20 días.
- Lagos: 1-100 años.
- Acuíferos Subterráneos: 200 años.
- Océanos: 3000 años.
(Nota: Un millón de años / 3000 años/vuelta = + de 300 vueltas de todo el océano por cada millón de años, lo que implica más de un millón de vueltas a lo largo de la historia de la Tierra).
2. Tasa de Renovación (TR)
Es la cantidad de agua que sale o entra de un determinado compartimento (lago, mar, río, etc.) por unidad de tiempo, dividida por el volumen de agua de dicho compartimento.
Fórmula: Tasa de Renovación = Cantidad de agua / Volumen del compartimento / Unidad de tiempo
Cuanto mayor es el tiempo de residencia, menor es la tasa de renovación. Ambos parámetros influyen directamente en la concentración de sales en disolución, procedentes de la disolución de las rocas.
En el mar, el tiempo de residencia es muy largo, por lo cual el agua se renueva muy lentamente. Esto resulta en un contenido de sales elevado, razón por la cual se denominan aguas saladas.