La estratificación de los lagos es la tendencia de los lagos a formar capas térmicas separadas y distintas durante el clima cálido. Los lagos estratificados típicamente muestran tres capas distintas, el Epilimnion que comprende la capa cálida superior, la termoclina (o Metalimnion ): la capa media, que puede cambiar de profundidad a lo largo del día, y el Hypolimnion más frío que se extiende hasta el fondo del lago.
Definición
La estratificación térmica de los lagos se refiere a un cambio en la temperatura a diferentes profundidades del lago, y se debe al cambio en la densidad del agua con la temperatura. [1] El agua fría es más densa que el agua tibia y el epilimnion generalmente consiste en agua que no es tan densa como el agua en el hipolimnion. [2] Sin embargo, la temperatura de densidad máxima para el agua dulce es de 4 ° C. En las regiones templadas donde el agua del lago se calienta y se enfría a lo largo de las estaciones, se produce un patrón cíclico de vuelco que se repite de año en año a medida que el agua fría y densa en la parte superior del lago se hunde. Por ejemplo, en los lagos dimícticos, el agua del lago se vuelca durante la primavera y el otoño. Este proceso ocurre más lentamente en aguas más profundas y, como resultado, se puede formar una barra térmica . [1] Si la estratificación del agua dura períodos prolongados, el lago es meromíctico .
En los lagos poco profundos, la estratificación en epilimnion, metalimnion e hipolimnion a menudo no ocurre, ya que el viento o el enfriamiento provocan una mezcla regular durante todo el año. Estos lagos se denominan polimícticos . No existe una profundidad fija que separe los lagos polimícticos de los estratificados, ya que, además de la profundidad, también está influenciada por la turbidez, la superficie del lago y el clima. [3]
El régimen de mezcla de los lagos (por ejemplo, polimíctico, dimíctico, meromíctico) [4] describe los patrones anuales de estratificación de los lagos que se producen durante la mayor parte de los años. Sin embargo, los eventos a corto plazo también pueden influir en la estratificación del lago. Las olas de calor pueden causar períodos de estratificación en lagos poco profundos y mixtos, [5] mientras que eventos mixtos, como tormentas o grandes descargas de ríos, pueden romper la estratificación. [6] Investigaciones recientes sugieren que los lagos dimícticos cubiertos de hielo estacionalmente pueden describirse como "crioestratificados" o "criomícticos" según sus regímenes de estratificación invernal. [7] Los lagos crioestratificados exhiben estratificación inversa cerca de la superficie del hielo y tienen temperaturas promedio de profundidad cercanas a 4 ° C, mientras que los lagos criomícticos no exhiben una termoclina bajo el hielo y tienen temperaturas invernales promedio en profundidad cercanas a 0 ° C. [8]
La acumulación de dióxido de carbono disuelto en tres lagos meromícticos en África (el lago Nyos y el lago Mimony en Camerún y el lago Kivu en Ruanda ) es potencialmente peligrosa porque si uno de estos lagos se desencadena en una erupción límnica , una gran cantidad de dióxido de carbono puede rápidamente salir del lago y desplazar el oxígeno necesario para la vida de las personas y los animales de los alrededores.
Desestratificación
En latitudes templadas, muchos lagos que se estratifican durante los meses de verano se desestratifican durante el clima más frío y ventoso, siendo la mezcla de la superficie por el viento un factor importante en este proceso. Esto a menudo se conoce como "cambio de otoño". La mezcla del hipolimnio en la masa de agua mixta del lago recircula los nutrientes, en particular los compuestos de fósforo, atrapados en el hipolimnio durante el clima cálido. También presenta un riesgo de caída de oxígeno, ya que un hipolimnion establecido desde hace mucho tiempo puede ser anóxico o muy bajo en oxígeno.
Los regímenes de mezcla de los lagos pueden cambiar en respuesta al aumento de la temperatura del aire. Algunos lagos dimícticos pueden convertirse en lagos monomícticos, mientras que algunos lagos monomícticos pueden volverse meromícticos como consecuencia del aumento de las temperaturas. [9]
Se han utilizado muchos tipos de equipos de aireación para desestratificar térmicamente los lagos, en particular los lagos sujetos a poco oxígeno o floraciones de algas indeseables. [10] De hecho, los administradores de recursos naturales y ambientales a menudo enfrentan problemas causados por la estratificación térmica de lagos y estanques. [2] [11] [12] La extinción de peces se ha asociado directamente con gradientes térmicos, estancamiento y capa de hielo. [13] El crecimiento excesivo de plancton puede limitar el uso recreativo de los lagos y el uso comercial del agua del lago. Con una estratificación térmica severa en un lago, la calidad del agua potable también puede verse afectada negativamente. [2] Para los administradores pesqueros , la distribución espacial de los peces dentro de un lago a menudo se ve afectada negativamente por la estratificación térmica y, en algunos casos, puede causar indirectamente grandes muertes de peces de importancia recreativa. [13] Una herramienta comúnmente utilizada para reducir la severidad de estos problemas de manejo de lagos es eliminar o disminuir la estratificación térmica a través de la aireación . [11] La aireación ha tenido cierto éxito, aunque rara vez ha demostrado ser una panacea. [12]
Influencias antropogénicas
Cada lago tiene un régimen de mezcla establecido que está influenciado por la morfometría del lago y las condiciones ambientales. Sin embargo, se ha demostrado que las influencias humanas en forma de cambios en el uso de la tierra, el calentamiento de las temperaturas y los cambios en los patrones climáticos alteran el tiempo y la intensidad de la estratificación en los lagos de todo el mundo. [14] [15] Estos cambios pueden alterar aún más la composición de la comunidad de peces, zooplancton y fitoplancton, además de crear gradientes que alteran la disponibilidad de oxígeno y nutrientes disueltos. [16] [17]
Hay varias formas en las que el cambio de uso de la tierra por parte de los humanos influye en la estratificación del lago y, posteriormente, en las condiciones del agua. La expansión urbana ha llevado a la construcción de carreteras y casas en las proximidades de lagos previamente aislados, un factor que finalmente ha resultado en un aumento de la escorrentía y la contaminación. La adición de material particulado a los cuerpos de los lagos puede disminuir la claridad del agua, lo que resulta en una estratificación térmica más fuerte y temperaturas promedio de la columna de agua más bajas, lo que eventualmente puede afectar la aparición de la capa de hielo. [18] La calidad del agua también puede verse influenciada por la escorrentía de sal de carreteras y aceras, que a menudo crea una capa salina bentónica que interfiere con la mezcla vertical de las aguas superficiales. [17] Además, la capa salina puede evitar que el oxígeno disuelto llegue a los sedimentos del fondo, disminuyendo el reciclaje de fósforo y afectando a las comunidades microbianas. [17]
A escala mundial, el aumento de las temperaturas y los patrones climáticos cambiantes también pueden afectar la estratificación de los lagos. El aumento de la temperatura del aire tiene el mismo efecto en los cuerpos de los lagos que un cambio físico en la ubicación geográfica, siendo las zonas tropicales particularmente sensibles. [15] [14] La intensidad y el alcance del impacto depende de la ubicación y la morfometría del lago, pero en algunos casos puede ser tan extremo que requiera una reclasificación de monomíctico a dimíctico (ex Great Bear Lake). [15] A nivel mundial, la estratificación de los lagos parece ser más estable con termoclinas más profundas y empinadas, y la temperatura media del lago es un factor determinante principal en la respuesta de estratificación a los cambios de temperatura. [14] Además, las tasas de calentamiento de la superficie son de una magnitud mucho mayor que las tasas de calentamiento del fondo, lo que nuevamente indica una estratificación térmica más fuerte a través de los lagos. [14]
Los cambios en los patrones de estratificación también pueden alterar la composición comunitaria de los ecosistemas lacustres. En los lagos poco profundos, los aumentos de temperatura pueden alterar la comunidad de diatomeas, mientras que en los lagos profundos, el cambio se refleja en los taxones de la capa de clorofila profunda. [16] Los cambios en los patrones de mezcla y el aumento de la disponibilidad de nutrientes también pueden afectar la composición y abundancia de las especies de zooplancton, mientras que la disminución de la disponibilidad de nutrientes puede ser perjudicial para las comunidades bentónicas y el hábitat de los peces. [16] [17]
Ver también
- Ciencia acuática
- Estratificación (agua)
- Hipoxia
- Ecosistemas de agua dulce
- Columna de agua
- Aireación del lago
Referencias
- ^ a b "Estratificación de densidad" . Agua en la Web. 7 de octubre de 2015.
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