El océano (también el mar o el océano mundial ) es el cuerpo de agua salada que cubre aproximadamente el 71% de la superficie de la Tierra. [1] También es "cualquiera de los grandes cuerpos de agua en los que se divide el gran océano". [1] Una definición común enumera cinco océanos, en orden descendente por área, los océanos Pacífico , Atlántico , Índico , Sur (Antártico) y Ártico . [2] [3]
El agua de mar cubre aproximadamente 361.000.000 km 2 (139.000.000 millas cuadradas) y habitualmente se divide en varios océanos principales y mares más pequeños, y el océano en su conjunto cubre aproximadamente el 71% de la superficie de la Tierra y el 90% de la biosfera de la Tierra . [4] El océano mundial contiene el 97% del agua de la Tierra, y los oceanógrafos han declarado que se ha cartografiado menos del 20% de los océanos. [4] El volumen total es de aproximadamente 1,35 mil millones de kilómetros cúbicos (320 millones de millas cúbicas) con una profundidad promedio de casi 3,700 metros (12,100 pies). [5] [6] [7]
Dado que el océano del mundo es el componente principal de la hidrosfera de la Tierra, es parte integral de la vida , forma parte del ciclo del carbono e influye en los patrones climáticos y meteorológicos . El océano es el hábitat de 230.000 especies conocidas , pero debido a que gran parte de él está inexplorado, el número de especies en el océano es mucho mayor, posiblemente más de dos millones. [8] Se desconoce el origen de los océanos de la Tierra ; una cantidad considerable de agua habría estado en el material que formó la Tierra. [9] Las moléculas de agua habrían escapado de la gravedad de la Tierra más fácilmente cuando era menos masiva durante su formación debido al escape atmosférico . Se cree que los océanos se formaron en el eón Hadeano y pueden haber sido la causa del surgimiento de la vida .
Existen numerosos problemas ambientales para los océanos que incluyen, por ejemplo, la contaminación marina , la sobrepesca , la acidificación de los océanos y otros efectos del cambio climático en los océanos.
Terminología
Las frases "el océano" o "el mar " utilizadas sin especificación se refieren a la masa de agua salada interconectada que cubre la mayor parte de la superficie de la Tierra. [2] [3] Incluye los océanos Atlántico , Pacífico , Índico , Sur y Ártico . [10] Como término general, "the ocean" es en su mayoría intercambiable con "the sea" en inglés americano , pero no en inglés británico . [11] Estrictamente hablando, un mar es un cuerpo de agua (generalmente una división del océano mundial) rodeado total o parcialmente por tierra. [12] La palabra "mar" también se puede utilizar para muchos cuerpos de agua de mar específicos y mucho más pequeños, como el Mar del Norte o el Mar Rojo . No hay una distinción clara entre mares y océanos, aunque en general los mares son más pequeños y, a menudo, están parcialmente (como mares marginales ) o totalmente (como mares interiores ) bordeados por tierra. [13]
Océano mundial
El cuerpo global e interconectado de agua salada a veces se conoce como el "Océano Mundial" o el océano global. [14] [15] El concepto de un cuerpo de agua continuo con intercambio relativamente libre entre sus partes es de fundamental importancia para la oceanografía . [16] El concepto contemporáneo del Océano Mundial fue acuñado a principios del siglo XX por el oceanógrafo ruso Yuly Shokalsky para referirse al océano continuo que cubre y rodea la mayor parte de la Tierra. [17] La tectónica de placas , el rebote post-glacial y el aumento del nivel del mar cambian continuamente la línea costera y la estructura del océano mundial. Dicho esto, un océano global ha existido de una forma u otra en la Tierra durante eones.
Etimología
La palabra océano proviene de la figura en la antigüedad clásica , Oceanus ( / oʊ s i ə n ə s / ; Griego : Ὠκεανός OKEANOS , [18] pronunciado [ɔːkeanós] ), el mayor de los Titans en clásica mitología griega , cree por los antiguos griegos y romanos eran la personificación divina de un enorme río que rodeaba el mundo.
El concepto de Ōkeanós tiene una conexión indoeuropea . El griego Ōkeanós se ha comparado con el epíteto védico ā-śáyāna-, predicado del dragón Vṛtra-, que capturó las vacas / ríos. Relacionado con esta noción, el Okeanos está representado con una cola de dragón en algunas vasijas griegas tempranas. [19]
Geografía
Divisiones oceánicas
Las principales divisiones oceánicas, que se enumeran a continuación en orden descendente de área y volumen, están definidas en parte por los continentes , varios archipiélagos y otros criterios. [7] [20] [21]
Los océanos tienen una profundidad promedio de casi cuatro kilómetros y están bordeados por costas que se extienden por 360.000 kilómetros . [22] [23]
# | Oceano | Localización | Superficie (km 2 ) (%) | Volumen (km 3 ) (%) | Promedio profundidad (m) | Costa (km) |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | océano Pacífico | Separa Asia y Australasia de las Américas [24] | 168.723.000 (46,6) | 669.880.000 (50,1) | 3.970 | 135.663 |
2 | océano Atlántico | Separa las Américas de Europa y África [25] | 85.133.000 23,5 | 310.410.900 23,3 | 3.646 | 111,866 |
3 | océano Indio | Limita con el sur de Asia y separa África y Australia [26] | 70.560.000 19,5 | 264.000.000 19,8 | 3.741 | 66,526 |
4 | Oceano del Sur | Rodea la Antártida . A veces se considera una extensión de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico, [27] [28] | 21,960,000 6.1 | 71.800.000 5,4 | 3270 | 17,968 |
5 | océano Ártico | Limita con el norte de América del Norte y Eurasia y cubre gran parte del Ártico . A veces considerado un mar o estuario del Atlántico. [29] [30] [31] | 15.558.000 4,3 | 18.750.000 1,4 | 1.205 | 45,389 |
Total | 361,900,000 100 | 1.335 × 10 9 100 | 3.688 | 377,412 [32] |
Fuentes: Enciclopedia de la Tierra , [24] [25] [26] [27] [31] Organización Hidrográfica Internacional , [28] Oceanografía regional: una introducción (Tomczak, 2005), [29] Encyclopædia Britannica , [30] y el Unión Internacional de Telecomunicaciones . [32]
Oceans están bordeadas por menor, junto a los cuerpos de agua tales como, mares , golfos , bahías , ensenadas , y estrechos .
dorsales oceánicas
Las dorsales oceánicas del mundo están conectadas y forman un único sistema global de crestas oceánicas que forma parte de todos los océanos y de la cadena montañosa más larga del mundo. La cordillera continua tiene 65.000 km (40.000 millas) de largo (varias veces más que los Andes , la cordillera continental más larga). [33]
Propiedades físicas
Volúmenes y dimensiones
Se ha estimado que hay 1.360 millones de kilómetros cúbicos (332 millones de millas cúbicas) de agua en la Tierra. [34] Esto incluye agua en forma líquida y congelada en aguas subterráneas , océanos, lagos y arroyos . El agua salada representa el 97,5% de esta cantidad, mientras que el agua dulce representa sólo el 2,5%. De esta agua dulce, el 68,9% se encuentra en forma de hielo y nieve permanente en el Ártico, la Antártida y los glaciares de montaña ; El 30,8% se encuentra en forma de agua subterránea dulce; y solo el 0,3% del agua dulce de la Tierra se encuentra en lagos, embalses y sistemas fluviales de fácil acceso. [34]
La masa total de la hidrosfera de la Tierra es de aproximadamente 1,4 × 10 18 toneladas , que es aproximadamente el 0,023% de la masa total de la Tierra. En un momento dado, alrededor de 20 × 10 12 toneladas de esto se encuentran en forma de vapor de agua en la atmósfera de la Tierra (a efectos prácticos, 1 metro cúbico de agua pesa una tonelada). Aproximadamente el 71% de la superficie de la Tierra , un área de unos 361 millones de kilómetros cuadrados (139,5 millones de millas cuadradas), está cubierta por océanos. La salinidad media de los océanos de la Tierra es de unos 35 gramos de sal por kilogramo de agua de mar (3,5%). [35]El volumen de agua en todos los océanos juntos es de aproximadamente 1335 millones de kilómetros cúbicos (320,3 millones de millas cúbicas). [7]
Profundidad
La profundidad media de los océanos es de unos 3.688 metros (12.100 pies). [7] Casi la mitad de las aguas marinas del mundo tienen más de 3.000 metros (9.800 pies) de profundidad. [15] Las vastas extensiones de océano profundo (cualquier cosa por debajo de 200 metros o 660 pies) cubren aproximadamente el 66% de la superficie de la Tierra. [36] Esto no incluye los mares que no están conectados al Océano Mundial, como el Mar Caspio .
El punto más profundo del océano es la Fosa de las Marianas , ubicada en el Océano Pacífico cerca de las Islas Marianas del Norte . [37] Su profundidad máxima se ha estimado en 10,971 metros (35,994 pies). El buque de guerra británico Challenger II inspeccionó la trinchera en 1951 y nombró la parte más profunda de la trinchera " Challenger Deep ". En 1960, el Trieste llegó con éxito al fondo de la trinchera, tripulado por dos hombres.
Color
El color azulado del océano es una combinación de varios agentes contribuyentes, incluida la absorción preferencial de la luz roja por el agua, lo que significa que la luz azul se refleja de nuevo en la atmósfera. Los contribuyentes adicionales destacados al color del océano incluyen la materia orgánica disuelta y la clorofila . [38] Estos aspectos del color del océano pueden medirse mediante observaciones satelitales y la evaluación de la clorofila proporciona una medida de la productividad del océano ( productividad primaria marina ) en las aguas superficiales. En las imágenes compuestas a largo plazo, las regiones con alta productividad oceánica aparecen en colores amarillo y verde, y las de baja productividad en azul.
Los marineros y otros marinos han informado que el océano a menudo emite un resplandor visible que se extiende por millas durante la noche. En 2005, los científicos anunciaron que por primera vez habían obtenido evidencia fotográfica de este resplandor. [39] Lo más probable es que sea causado por bioluminiscencia . [40] [41] [42]
Color (longitud de onda en nm ) | Profundidad a la que se absorbe el 99 por ciento de la longitud de onda (en metros) | Porcentaje absorbido en 1 metro de agua |
---|---|---|
Ultravioleta (310) | 31 | 14.0 |
Violeta (400) | 107 | 4.2 |
Azul (475 | 254 | 1.8 |
Verde Trébol (525) | 113 | 4.0 |
Amarillo (575) | 51 | 8.7 |
Naranja (600) | 25 | 16,7 |
Rojo (725) | 4 | 71,0 |
Infrarrojos (800) | 3 | 82,0 |
Zonas oceánicas
Los oceanógrafos dividen el océano en diferentes zonas verticales definidas por condiciones físicas y biológicas. La zona pelágica incluye todas las regiones de mar abierto y se puede dividir en otras regiones clasificadas por profundidad y abundancia de luz. La zona fótica incluye los océanos desde la superficie hasta una profundidad de 200 m; es la región donde puede ocurrir la fotosíntesis y es, por tanto, la de mayor biodiversidad . La fotosíntesis de las plantas les permite crear materia orgánica a partir de precursores químicos, incluidos el agua y el dióxido de carbono. Esta materia orgánica puede luego ser consumida por otras criaturas. Gran parte de la materia orgánica creada en la zona fótica se consume allí, pero parte se hunde en aguas más profundas. La vida que existe más profundamente que la zona fótica debe depender del material que se hunde desde arriba (ver nieve marina ) o encontrar otra fuente de energía. Los respiraderos hidrotermales son una fuente de energía en lo que se conoce como zona afótica (profundidades superiores a 200 m). La parte pelágica de la zona fótica se conoce como epipelágica .
La parte pelágica de la zona afótica se puede dividir en regiones verticales según la temperatura. El mesopelágico es la región más alta. Su límite más bajo se encuentra en una termoclina de 12 ° C (54 ° F), que, en los trópicos, generalmente se encuentra entre 700 y 1000 metros (entre 2300 y 3300 pies). El siguiente es el batipelágico que se encuentra entre 10 y 4 ° C (50 y 39 ° F), por lo general entre 700-1.000 metros (2.300-3.300 pies) y 2.000-4.000 metros (6.600-13.100 pies), a lo largo de la parte superior del abisal. La llanura es la abisopelágica , cuyo límite inferior se encuentra a unos 6.000 metros (20.000 pies). La última zona incluye la fosa oceánica profunda , y se conoce como hadalpelágica . Se encuentra entre 6.000 y 11.000 metros (20.000–36.000 pies) y es la zona oceánica más profunda.
Las zonas bentónicas son afóticas y corresponden a las tres zonas más profundas de las profundidades marinas . La zona batial cubre el talud continental hasta unos 4.000 metros (13.000 pies). La zona abisal cubre las llanuras abisales entre 4.000 y 6.000 m. Por último, la zona hadal corresponde a la zona hadalpelágica, que se encuentra en trincheras oceánicas.
La zona pelágica se puede subdividir en dos subregiones: la zona nerítica y la zona oceánica . La zona nerítica abarca la masa de agua directamente sobre las plataformas continentales, mientras que la zona oceánica incluye todas las aguas completamente abiertas.
Por el contrario, la zona litoral cubre la región entre la marea baja y la marea alta y representa el área de transición entre las condiciones marinas y terrestres. También se la conoce como zona intermareal porque es el área donde el nivel de la marea afecta las condiciones de la región.
Si una zona sufre cambios drásticos de temperatura con la profundidad, contiene una termoclina . La termoclina tropical es típicamente más profunda que la termoclina en latitudes más altas. Las aguas polares, que reciben relativamente poca energía solar, no están estratificadas por temperatura y generalmente carecen de termoclina porque el agua superficial en latitudes polares es casi tan fría como el agua a mayor profundidad. Por debajo de la termoclina, el agua está muy fría, oscilando entre -1 ° C y 3 ° C. Debido a que esta capa profunda y fría contiene la mayor parte del agua del océano, la temperatura media del océano mundial es de 3,9 ° C. [44] Si una zona sufre cambios dramáticos en la salinidad con la profundidad, contiene una haloclina . Si una zona experimenta un gradiente químico vertical fuerte con profundidad, contiene una quimioclina . La temperatura y la salinidad controlan la densidad del agua del océano, siendo el agua más fría y salada más densa, y esta densidad a su vez regula la circulación global del agua dentro del océano. [ cita requerida ]
La haloclina a menudo coincide con la termoclina y la combinación produce una picnoclina pronunciada .
Corrientes oceánicas y clima global
Las corrientes oceánicas tienen diferentes orígenes. Las corrientes de marea están en fase con la marea , por lo tanto, son cuasiperiódicas ; asociado con la influencia de la luna y el sol que tiran del agua del océano. Las corrientes de marea pueden formar varios patrones complejos en ciertos lugares, sobre todo alrededor de los promontorios . [45] Las corrientes no periódicas o no mareales se crean por la acción de los vientos y los cambios en la densidad del agua. En las zonas litorales , las olas rompientes son tan intensas y la medición de la profundidad tan baja, que las corrientes marítimas alcanzan a menudo de 1 a 2 nudos .
El viento y las olas crean corrientes superficiales (denominadas "corrientes de deriva"). Estas corrientes pueden descomponerse en una corriente cuasi permanente (que varía dentro de la escala horaria) y un movimiento de deriva de Stokes bajo el efecto del movimiento de ondas rápidas (en el escalón de un par de segundos). La corriente cuasipermanente se acelera por el rompimiento de las olas y, en menor medida, por la fricción del viento en la superficie.
Esta aceleración de la corriente se produce en la dirección de las olas y el viento dominante. En consecuencia, cuando aumenta la profundidad del océano, la rotación de la tierra cambia la dirección de las corrientes en proporción al aumento de profundidad, mientras que la fricción reduce su velocidad. A cierta profundidad del océano, la corriente cambia de dirección y se ve invertida en la dirección opuesta con la velocidad de la corriente volviéndose nula: conocida como la espiral de Ekman . La influencia de estas corrientes se experimenta principalmente en la capa mixta de la superficie del océano, a menudo de 400 a 800 metros de profundidad máxima. Estas corrientes pueden alterarse, cambiar considerablemente y dependen de las distintas estaciones anuales. Si la capa de mezcla es menos espesa (10 a 20 metros), la corriente cuasipermanente en la superficie adopta una dirección extrema oblicua en relación a la dirección del viento, volviéndose prácticamente homogénea, hasta la Termoclina . [46]
El viento que sopla sobre la superficie del océano pondrá el agua en movimiento. El patrón global de vientos o circulación atmosférica crea un patrón global de corrientes oceánicas impulsadas por el viento y el efecto de la circulación de la tierra o la fuerza de Coriolis . Estas principales corrientes oceánicas incluyen la Corriente del Golfo , Kuroshio Aghulas y la Corriente Circumpolar Antártica . En conjunto, mueven enormes cantidades de agua y calor por todo el mundo, lo que influye en el clima. Estas corrientes impulsadas por el viento se limitan en gran medida a los cientos de metros superiores del océano. A mayor profundidad, los impulsores del movimiento del agua son la circulación termoactiva . Esto es impulsado por el enfriamiento de las aguas superficiales en las latitudes polares norte y sur, creando agua densa que se hunde hasta el fondo del océano y se aleja lentamente de los polos, por lo que las aguas en las capas más profundas del océano mundial son tan frías. Esta circulación del agua del océano profundo es relativamente lenta y el agua en el fondo del océano puede estar aislada de la superficie y la atmósfera del océano durante cientos o incluso algunos miles de años.
Esta circulación tiene impactos importantes en el clima global y la absorción y redistribución de contaminantes como el dióxido de carbono al mover estos contaminantes desde la superficie hacia las profundidades del océano.
Las corrientes oceánicas afectan en gran medida el clima de la Tierra al transferir calor de los trópicos a las regiones polares . Al transferir aire cálido o frío y precipitaciones a las regiones costeras, los vientos pueden llevarlos tierra adentro. El calor superficial y los flujos de agua dulce crean gradientes de densidad global que impulsan la circulación termohalina como parte de la circulación oceánica a gran escala. Desempeña un papel importante en el suministro de calor a las regiones polares y, por lo tanto, en la regulación del hielo marino. Se cree que los cambios en la circulación termohalina tienen un impacto significativo en el presupuesto energético de la Tierra . En la medida en que la circulación termohalina gobierne la velocidad a la que las aguas profundas llegan a la superficie, también puede influir significativamente en las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono .
El cambio climático podría, a través de un cierre de la circulación termohalina , desencadenar un enfriamiento en el Atlántico Norte , Europa y América del Norte. [47] [48]
La Corriente Circumpolar Antártica rodea ese continente, influyendo en el clima de la zona y conectando corrientes en varios océanos.
Olas y oleaje
Los movimientos de la superficie del océano, conocidos como ondulaciones u olas de viento , son el ascenso y descenso parcial y alterno de la superficie del océano. La serie de ondas mecánicas que se propagan a lo largo de la interfaz entre el agua y el aire se llama oleaje . [ cita requerida ] Estos movimientos afectan profundamente a los barcos en la superficie del océano y el bienestar de las personas en esos barcos que podrían sufrir mareos .
La interferencia constructiva puede causar ondas deshonestas individuales (inesperadas) mucho más altas de lo normal. [49] La mayoría de las olas tienen menos de 3 m (10 pies) de altura [49] y no es inusual que las tormentas fuertes dupliquen o tripliquen esa altura. [50] Sin embargo, se han documentado olas rebeldes a alturas superiores a los 25 metros (82 pies). [51] [52]
La parte superior de una ola se conoce como la cresta, el punto más bajo entre las olas es el valle y la distancia entre las crestas es la longitud de onda. La ola es empujada a través de la superficie del océano por el viento, pero esto representa una transferencia de energía y no un movimiento horizontal del agua. A medida que las olas se acercan a la tierra y se mueven hacia aguas poco profundas , cambian su comportamiento. Si se acerca en ángulo, las olas pueden doblarse ( refracción ) o envolver rocas y promontorios ( difracción ). Cuando la ola alcanza un punto donde sus oscilaciones más profundas del agua entran en contacto con el fondo del océano , comienzan a disminuir. Esto acerca las crestas y aumenta la altura de las olas , lo que se denomina banco de olas . Cuando la relación entre la altura de la ola y la profundidad del agua aumenta por encima de cierto límite, se " rompe " y se derrumba en una masa de agua espumosa. [49] Este se precipita en una sábana por la playa antes de retirarse al océano bajo la influencia de la gravedad. [53]
Clima y lluvia
Los océanos tienen un efecto significativo en la biosfera . La evaporación oceánica , como fase del ciclo del agua , es la fuente de la mayor parte de las lluvias. Las temperaturas del océano afectan el clima y los patrones de viento que afectan la vida en tierra.
Una de las formas más dramáticas de clima ocurre sobre los océanos: los ciclones tropicales (también llamados "tifones" y "huracanes" dependiendo de dónde se forme el sistema).
Composición química del agua de mar
Salinidad
La salinidad es una medida de las cantidades totales de sales disueltas en el agua de mar . Originalmente se midió mediante la medición de la cantidad de cloruro en el agua de mar y, por lo tanto, se denominó clorinidad. Ahora se mide de forma rutinaria midiendo la conductividad eléctrica de la muestra de agua. La salinidad se puede calcular utilizando la clorinidad, que es una medida de la masa total de iones halógenos (incluye flúor, cloro, bromo y yodo) en el agua de mar. Por acuerdo internacional, se utiliza la siguiente fórmula para determinar la salinidad:
Salinidad (en ‰) = 1,80655 × Clorinidad (en ‰)
La clorinidad promedio del agua del océano es de aproximadamente 19,2 ‰ y, por lo tanto, la salinidad promedio es de alrededor de 34,7 ‰. [43]
La salinidad tiene una gran influencia en la densidad del agua de mar. Una zona de rápido aumento de salinidad con la profundidad se llama haloclina . La temperatura de densidad máxima del agua de mar disminuye a medida que aumenta su contenido de sal. La temperatura de congelación del agua disminuye con la salinidad y la temperatura de ebullición del agua aumenta con la salinidad. El agua de mar típica se congela a alrededor de -2 ° C a presión atmosférica . [54] Si la precipitación excede la evaporación, como es el caso en las regiones polares y templadas, la salinidad será menor. Si la evaporación excede la precipitación, como es el caso en las regiones tropicales, la salinidad será mayor. Por tanto, las aguas oceánicas de las regiones polares tienen un contenido de salinidad más bajo que las aguas oceánicas de las regiones templadas y tropicales. [43] Sin embargo, la formación de hielo marino en latitudes altas excluye la sal del hielo y, por lo tanto, aumenta la salinidad en las aguas residuales en algunas regiones polares.
Superficie
Característica | Aguas oceánicas en regiones polares | Aguas oceánicas en regiones templadas | Aguas oceánicas en regiones tropicales |
---|---|---|---|
Precipitación frente a evaporación | P> E | P> E | E> P |
Temperatura de la superficie del mar en invierno | -2 ° C | 5 hasta 20 ° C | 20 hasta 25 ° C |
Salinidad media | 28 ‰ a 32 ‰ | 35 ‰ | 35 ‰ a 37 ‰ |
Variación anual de la temperatura del aire | ≤ 40ªC | 10 ° C | <5 ° C |
Variación anual de la temperatura del agua | <5ªC | 10 ° C | <5 ° C |
Concentraciones de oxígeno y otros gases disueltos
El agua del océano contiene grandes cantidades de gases disueltos, incluidos oxígeno , dióxido de carbono y nitrógeno . Estos se disuelven en el agua del océano mediante el intercambio de gases en la superficie del océano, y la solubilidad de estos gases depende de la temperatura y la salinidad del agua. Las crecientes concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera debido a la quema de combustibles fósiles conducen a concentraciones más altas en las aguas oceánicas y a la acidificación de los océanos . El proceso de fotosíntesis en la superficie del océano también consume algo de dióxido de carbono y libera oxígeno que luego puede regresar a la atmósfera. La posterior descomposición bacteriana de la materia orgánica formada por la fotosíntesis en el océano consume oxígeno y libera dióxido de carbono. El hundimiento y la descomposición bacteriana de alguna materia orgánica en aguas profundas del océano, a profundidades donde las aguas están fuera de contacto con la atmósfera, conduce a una reducción de las concentraciones de oxígeno. Esta disminución de oxígeno aumenta con la cantidad de materia orgánica que se hunde y el tiempo que el agua está fuera de contacto con la atmósfera. Sin embargo, la mayoría de las aguas profundas del océano todavía contienen concentraciones relativamente altas de oxígeno suficiente para que la mayoría de los animales sobrevivan, pero hay algunas áreas oceánicas con agua con muy poco oxígeno. [43] [62] [63]
Gas | Concentración de agua de mar, en masa (en partes por millón), para todo el océano | % de gas disuelto, por volumen, en agua de mar en la superficie del océano |
---|---|---|
Dióxido de carbono (CO 2 ) | 64 hasta 107 | 15% |
Nitrógeno (N 2 ) | 10 a 18 | 48% |
Oxígeno (O 2 ) | 0 a 13 | 36% |
Temperatura | O 2 | CO 2 | N 2 |
---|---|---|---|
0 ° C | 8.14 | 8.700 | 14,47 |
10 ° C | 6,42 | 8.030 | 11.59 |
20 ° C | 5.26 | 7.350 | 9,65 |
30 ° C | 4.41 | 6.600 | 8.26 |
Tiempos de residencia de elementos químicos
Las aguas del océano contienen todos los elementos químicos en forma de iones disueltos, pero la concentración en la que se encuentran varía desde algunos con concentraciones muy elevadas de varios gramos por litro, como el sodio y el cloruro , hasta otros, como el hierro , con una concentración minúscula de unos pocos ng (10 -9 ) g / l. La concentración de cualquier elemento depende de su tasa de suministro al océano desde los ríos, la atmósfera y a través de los respiraderos de las crestas oceánicas , y la tasa de eliminación. Por lo tanto, los elementos muy abundantes en el agua del océano, como el sodio, tienen tasas de entrada bastante altas, lo que refleja una gran abundancia en las rocas y una meteorización relativamente rápida, junto con una eliminación muy lenta del océano porque los iones de sodio son bastante poco reactivos y muy solubles. Por el contrario, algunos otros elementos, como el hierro y el aluminio, son abundantes en las rocas pero muy insolubles, lo que significa que las entradas al océano son bajas y la eliminación es rápida. Los oceanógrafos consideran el balance de entrada y remoción al estimar el tiempo de residencia de un elemento como el tiempo promedio que el elemento pasaría disuelto en el océano antes de ser removido, generalmente a los sedimentos, pero en el caso del agua y algunos gases a la atmósfera. . Estos ciclos representan parte del mayor ciclo global de elementos que se ha producido desde que se formó la Tierra por primera vez. Los tiempos de residencia de elementos muy abundantes como el sodio en el océano se estiman en millones de años, mientras que para elementos altamente reactivos e insolubles, los tiempos de residencia son solo de cientos de años. [43]
Algunos elementos como el nitrógeno, el silicio y el fósforo son esenciales para la vida y componentes principales del material biológico, a veces llamados " nutrientes ". El ciclo biológico de estos elementos significa que esto representa una ruta de eliminación importante del océano, ya que parte del material orgánico se hunde hasta el fondo del océano y queda enterrado. Estos elementos tienen tiempos de residencia intermedios.
Elementos químicos | Tiempo de residencia (en años) |
---|---|
Hierro (Fe) | 200 |
Aluminio (Al) | 600 |
Manganeso (Mn) | 1300 |
Agua (H 2 O) | 4.100 |
Silicio (Si) | 20.000 |
Carbonato (CO 3 2− ) | 110 000 |
Calcio (Ca 2+ ) | 1,000,000 |
Sulfato (SO 4 2− ) | 11.000.000 |
Potasio (K + ) | 12.000.000 |
Magnesio (Mg 2+ ) | 13.000.000 |
Sodio (Na + ) | 68.000.000 |
Cloruro (Cl - ) | 100.000.000 |
vida marina
La vida dentro del océano evolucionó 3 mil millones de años antes de la vida en la tierra. Tanto la profundidad como la distancia a la costa influyen fuertemente en la biodiversidad de las plantas y animales presentes en cada región. [68]
Como se piensa que la vida evolucionó en el océano, la diversidad de la vida es inmensa, que incluye:
- Bacterias : procariotas unicelulares ubicuos que se encuentran en todo el mundo
- Archaea : procariotas distintos de las bacterias, que habitan en muchos ambientes del océano, así como en muchos ambientes extremos.
- Algas : algas es un término "general" que incluye muchos eucariotas fotosintéticos , unicelulares , como algas verdes , diatomeas y dinoflagelados , pero también algas multicelulares, como algunas algas rojas (incluidos organismos como Pyropia , que es el fuente del alga nori comestible ) y algas pardas (incluidos organismos como las algas marinas ).
- Plantas : incluyendo pastos marinos o manglares.
- Hongos : muchos hongos marinos con roles diversos se encuentran en ambientes oceánicos.
- Animales : la mayoría de los animales filos tienen especies que habitan en el océano, incluyendo muchos que sólo se encuentran en ambientes marinos como las esponjas , cnidarios (como los corales y medusas ), medusas peine , braquiópodos y equinodermos (como los erizos de mar y estrellas de mar ) . Muchos otros grupos de animales familiares viven principalmente en el océano, incluidos cefalópodos (incluye pulpos y calamares ), crustáceos (incluye langostas , cangrejos y camarones ), peces , tiburones , cetáceos (incluye ballenas , delfines y marsopas ).
Además, muchos animales terrestres se han adaptado a vivir la mayor parte de su vida en los océanos. Por ejemplo, las aves marinas son un grupo diverso de aves que se han adaptado a una vida principalmente en los océanos. Se alimentan de animales marinos y pasan la mayor parte de su vida en el agua, muchos solo van a la tierra para reproducirse. Otras aves que se han adaptado a los océanos como su espacio vital son los pingüinos , las gaviotas y los pelícanos . Siete especies de tortugas, las tortugas marinas , también pasan la mayor parte de su tiempo en los océanos.
Usos humanos de los océanos
Los seres humanos han estado utilizando el océano para una variedad de propósitos, por ejemplo, navegación y exploración , guerra naval , viajes, transporte y comercio , producción de alimentos (por ejemplo , pesca , caza de ballenas , cultivo de algas marinas , acuicultura ), ocio ( cruceros , vela , pesca en embarcaciones recreativas). , buceo ), generación de energía (ver energía marina y energía eólica marina ), industrias extractivas ( perforación en alta mar y minería en alta mar ), producción de agua dulce mediante desalinización .
Muchas de las mercancías del mundo se transportan por barco entre los puertos marítimos del mundo . [69] Se transportan grandes cantidades de mercancías a través del océano, especialmente a través del Atlántico y alrededor de la Cuenca del Pacífico. [70] Las rutas marítimas son las rutas en mar abierto utilizadas por los buques de carga, que tradicionalmente utilizan los vientos alisios y las corrientes. Más del 60 por ciento del tráfico mundial de contenedores se transporta por las veinte principales rutas comerciales. [71] Una gran cantidad de carga, como los productos manufacturados, generalmente se transporta en contenedores de tamaño estándar con cerradura , cargados en buques portacontenedores especialmente diseñados en terminales dedicadas . [72] La contenedorización aumentó enormemente la eficiencia y disminuyó el costo del transporte de mercancías por mar, y fue un factor importante que condujo al aumento de la globalización y aumentos exponenciales del comercio internacional a mediados y finales del siglo XX. [73]
Los océanos también son la principal fuente de suministro para la industria pesquera . Algunas de las principales cosechas son camarón , pescado , cangrejos y langosta . [4] La mayor pesquería comercial a nivel mundial es la anchoa , el abadejo de Alaska y el atún . [74] : 6 Un informe de la FAO en 2020 declaró que "en 2017, el 34 por ciento de las poblaciones de peces de las pesquerías marinas del mundo se clasificaron como sobrepescadas ". [74] : 54 El pescado y otros productos pesqueros se encuentran entre las fuentes de proteínas y otros nutrientes esenciales más consumidos. Los datos de 2017 mostraron que "el consumo de pescado representó el 17 por ciento de la ingesta de proteínas animales de la población mundial". [74] Para satisfacer esta necesidad, los países ribereños han explotado los recursos marinos en su zona económica exclusiva , aunque los barcos pesqueros se aventuran cada vez más lejos para explotar las poblaciones en aguas internacionales. [75]
La "libertad de los mares" es un principio de derecho internacional que data del siglo XVII. Hace hincapié en la libertad de navegar por los océanos y desaprueba la guerra que se libra en aguas internacionales . [76] Hoy, este concepto está consagrado en la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar (UNCLOS). [76] La seguridad del transporte marítimo está regulada por la Organización Marítima Internacional . [77]
El océano ofrece una gran cantidad de energía transportada por las olas del océano , las mareas , las diferencias de salinidad y las diferencias de temperatura del océano que pueden aprovecharse para generar electricidad . [78] Formas de energía marina sostenible incluyen energía de las mareas , la energía térmica del océano y energía de las olas . [78] [79] La energía eólica marina es capturada por turbinas eólicas colocadas en el océano; tiene la ventaja de que las velocidades del viento son más altas que en tierra, aunque los parques eólicos son más costosos de construir en alta mar. [80] Hay grandes depósitos de petróleo , como petróleo y gas natural , en rocas debajo del fondo del océano. Las plataformas marinas y las plataformas de perforación extraen el petróleo o el gas y lo almacenan para transportarlo a tierra. La producción de petróleo y gas en alta mar puede resultar difícil debido al entorno remoto y hostil. [81]
Amenazas
Las actividades humanas afectan la vida marina y los hábitats marinos a través de la sobrepesca , la pérdida de hábitat , la introducción de especies invasoras , la contaminación de los océanos , la acidificación de los océanos y el calentamiento de los océanos . Estos afectan los ecosistemas marinos y las redes alimentarias y pueden tener consecuencias aún no reconocidas para la biodiversidad y la continuación de las formas de vida marina. [83]
contaminación marítima
El impacto de los contaminantes depende de su modo de interacción con la biota y también de su concentración. Por tanto, muchos problemas de contaminación marina están más cerca de las fuentes de entrada. Dado que la mayoría de los insumos provienen de la tierra, ya sea a través de los ríos, las aguas residuales o la atmósfera, significa que las plataformas continentales son más vulnerables a la contaminación.
Una preocupación particular es la escorrentía de nutrientes (nitrógeno y fósforo) de la agricultura y las aguas residuales no tratadas . Estos nutrientes estimulan el crecimiento del fitoplancton, que puede proporcionar más alimento para otras especies marinas, pero en exceso puede provocar la proliferación de algas nocivas ( eutrofización ) que pueden ser perjudiciales para los seres humanos y las criaturas marinas. Tales floraciones ocurren naturalmente pero pueden estar aumentando como resultado de aportes antropogénicos o, alternativamente, pueden ser algo que ahora se monitorea más de cerca y, por lo tanto, se informa con mayor frecuencia. [84] Una segunda gran preocupación es que la degradación de la proliferación de algas puede conducir al agotamiento del oxígeno en las aguas costeras, una situación que puede verse agravada por el cambio climático ya que el calentamiento reduce la mezcla vertical de la columna de agua. [63]
desechos marinos
Los desechos marinos , también conocidos como desechos marinos, son desechos creados por humanos que se han liberado deliberada o accidentalmente en un mar u océano. Los desechos oceánicos flotantes tienden a acumularse en el centro de los giros y en las costas , [87] frecuentemente encallando, lo que se conoce como basura de playa o maremoto. La eliminación deliberada de desechos en el mar se denomina vertimiento en el océano . También se encuentran presentes desechos de origen natural, como madera flotante y semillas flotantes .
Con el uso cada vez mayor del plástico , la influencia humana se ha convertido en un problema, ya que muchos tipos de plásticos (petroquímicos) no se biodegradan rápidamente, como lo harían los materiales naturales u orgánicos. [88] El tipo individual más grande de contaminación plástica (~ 10%) y la mayoría del plástico grande en los océanos se descarta y se pierden las redes de la industria pesquera. [89] El plástico en el agua representa una grave amenaza para los peces , las aves marinas , los reptiles marinos y los mamíferos marinos , así como para los barcos y las costas. [90] Los vertidos, los derrames de contenedores, la basura arrastrada a los desagües pluviales y las vías fluviales y los desechos de los vertederos arrastrados por el viento contribuyen a este problema. Este aumento ha provocado graves efectos negativos, como redes fantasma que capturan animales, concentración de desechos plásticos en parches masivos de basura marina y concentración de desechos en la cadena alimentaria.Microplásticos
Debido a su ubicuidad en el medio ambiente, los microplásticos están muy extendidos entre las diferentes matrices. En ambientes marinos, los microplásticos se han evidenciado en playas arenosas, [92] aguas superficiales, [93] la columna de agua y sedimentos de aguas profundas. Al llegar a los entornos marinos, el destino de los microplásticos está sujeto a factores que se producen de forma natural, como los vientos y las corrientes oceánicas superficiales. Los modelos numéricos son capaces de rastrear pequeños desechos plásticos (micro y mesoplásticos) a la deriva en el océano, [94] prediciendo así su destino.
Los microplásticos ingresan a las vías fluviales a través de muchas avenidas, incluido el deterioro de la pintura de las carreteras, el desgaste de los neumáticos y el polvo de la ciudad que ingresa a las vías fluviales, gránulos de plástico derramados de los contenedores de envío, redes fantasma y otros textiles sintéticos arrojados al océano, cosméticos descargados y productos de lavandería que ingresan a las aguas residuales y revestimientos marinos. en barcos degradantes. [95]Sobrepesca
Cambio climático
Los efectos del cambio climático en los océanos incluyen el aumento del nivel del mar debido al calentamiento de los océanos y el derretimiento de la capa de hielo, y cambios en la estratificación y circulación de los océanos debido a los cambios de temperatura que provocan cambios en las concentraciones de oxígeno. Existe una clara evidencia de que la Tierra se está calentando debido a las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero y conduce inevitablemente al calentamiento de los océanos. [97] Los gases de efecto invernadero absorbidos por el océano (a través del secuestro de carbono ) ayudan a mitigar el cambio climático pero conducen a la acidificación del océano.
Los efectos físicos del cambio climático en los océanos incluyen el aumento del nivel del mar, que afectará en particular a las zonas costeras , las corrientes oceánicas , el clima y el fondo marino . Los efectos químicos incluyen la acidificación del océano y la reducción de los niveles de oxígeno . Además, habrá efectos sobre la vida marina . El consenso de muchos estudios de registros de mareógrafos costeros es que durante el siglo pasado el nivel del mar ha aumentado en todo el mundo a una tasa promedio de 1 a 2 mm / año, lo que refleja un flujo neto de calor hacia la superficie de la tierra y los océanos. La velocidad a la que se producirá la acidificación del océano puede verse influida por la velocidad del calentamiento de la superficie del océano, porque los equilibrios químicos que gobiernan el pH del agua de mar dependen de la temperatura. [98] El aumento de la temperatura del agua también tendrá un efecto devastador en diferentes ecosistemas oceánicos como los arrecifes de coral . El efecto directo es el blanqueamiento coralino de estos arrecifes, que viven dentro de un estrecho margen de temperatura, por lo que un pequeño aumento de temperatura tendría efectos drásticos en estos ambientes.Acidificación oceánica
2) de la atmósfera . [99] La principal causa de la acidificación de los océanos es la quema de combustibles fósiles . El agua de mar es ligeramente básica (es decir, pH> 7) y la acidificación del océano implica un cambio hacia condiciones de pH neutro en lugar de una transición a condiciones ácidas (pH <7). [100] La preocupación con la acidificación de los océanos es que puede conducir a la disminución de la producción de conchas de mariscos y otras formas de vida acuática con conchas de carbonato de calcio , así como a algunos otros desafíos fisiológicos para los organismos marinos. Los organismos con cáscara de carbonato de calcio no pueden reproducirse en aguas acidóticas muy saturadas. Se estima que entre el 30% y el 40% del dióxido de carbono de la actividad humana liberado a la atmósfera se disuelve en océanos, ríos y lagos. [101] [102] Parte de él reacciona con el agua para formar ácido carbónico . Algunas de las moléculas de ácido carbónico resultantes se disocian en un ión bicarbonato y un ión hidrógeno, aumentando así la acidez del océano ( concentración de iones H + ).
Océanos extraterrestres
Los océanos extraterrestres pueden estar compuestos de agua u otros elementos y compuestos . Los únicos grandes cuerpos estables confirmados de líquidos superficiales extraterrestres son los lagos de Titán , aunque hay evidencia de la existencia de océanos en otras partes del Sistema Solar .
Aunque la Tierra es el único planeta conocido con grandes cuerpos estables de agua líquida en su superficie y el único en el Sistema Solar , se cree que otros cuerpos celestes tienen grandes océanos. [103] En junio de 2020, los científicos de la NASA informaron que es probable que los exoplanetas con océanos sean comunes en la galaxia de la Vía Láctea , según estudios de modelos matemáticos . [104] [105]
Ver también
- Carbono azul
- Fronteras de los océanos
- Agua salobre
- Atlas europeo de los mares
- organización Marítima Internacional
- Lista de masas de agua por salinidad
- Lista de mares
- Modelo de circulación general oceánica
- Gobernanza oceánica
- Oceanografía
- Mares polares
- Hielo marino
- Mar en cultura
- Siete mares
- Superocean
- Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar
- Distribución de agua en la Tierra
- Hemisferio de agua
- Día mundial de los océanos
- Atlas mundial de los océanos
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enlaces externos
- NOAA - Administración Nacional Oceánica y Atmosférica - Océano
- Orígenes de los océanos y continentes ". Atlas de los océanos de la ONU .
- Comisión Oceánica Global