Espuma de mar

Espuma de mar , espuma de mar , playa espuma , o espuma es un tipo de espuma creado por la agitación del agua de mar , en particular cuando contiene concentraciones más altas de materia orgánica disuelta (incluyendo proteínas , ligninas , y lípidos ) derivadas de fuentes tales como la descomposición en alta mar de floraciones de algas . [1] Estos compuestos pueden actuar como tensioactivos o agentes espumantes . A medida que el agua de mar se agita al romper las olas en la zona de surfadyacentes a la costa, los tensioactivos en estas condiciones turbulentas atrapan el aire, formando burbujas persistentes que se adhieren entre sí a través de la tensión superficial . La espuma del mar es un fenómeno global [1] y varía según la ubicación y la influencia potencial de los entornos marinos, de agua dulce y / o terrestres circundantes. [2] Debido a su baja densidad y persistencia, la espuma puede ser arrastrada por los fuertes vientos desde la orilla de la playa hacia el interior. La espuma del mar también puede ocurrir después de que un barco se hunde por completo.

Espuma de mar lavada o soplada en una playa

La espuma del mar se forma en condiciones similares a la formación del rocío del mar . Una de las principales distinciones de la formación de rocío marino es la presencia de concentraciones más altas de materia orgánica disuelta de macrófitos y fitoplancton . La materia orgánica disuelta en el agua superficial, que puede derivarse del entorno natural o de fuentes artificiales, proporciona estabilidad a la espuma marina resultante. [3]

Conexión entre espuma de mar y formación de rocío de mar . La línea naranja oscura indica procesos comunes a la formación tanto del rocío marino como de la espuma marina.

Los procesos físicos que contribuyen a la formación de espuma marina son la rotura de las olas superficiales , el arrastre de burbujas y la formación de capas blancas. La ruptura de las ondas superficiales inyecta aire de la atmósfera en la columna de agua, lo que lleva a la creación de burbujas. Estas burbujas se transportan alrededor de los pocos metros superiores de la superficie del océano debido a su flotabilidad . Las burbujas más pequeñas arrastradas por la columna de agua se disuelven por completo, lo que lleva a proporciones más altas de gases disueltos en la superficie del océano. Las burbujas que no se disuelven finalmente vuelven a la superficie. A medida que ascienden, estas burbujas acumulan sustancias hidrófobas . La presencia de materia orgánica disuelta estabiliza las burbujas, agregándose juntas como espuma de mar. [1] Algunos estudios sobre la espuma del mar informan que la ruptura de las células de las algas en épocas de fuertes marejadas hace que la producción de espuma del mar sea más probable. [3]

Las gotas de lluvia que caen sobre la superficie del mar también pueden contribuir a la formación y destrucción de la espuma del mar. [4] Se han realizado algunos estudios no mecanicistas que demuestran un aumento de la formación de espuma marina debido a las altas precipitaciones. [2] La turbulencia en la capa de mezcla superficial puede afectar la concentración de materia orgánica disuelta y ayuda a la formación de espuma densa en nutrientes. [5]

La espuma de mar generalmente contiene una mezcla de materiales orgánicos descompuestos.

La composición de la espuma marina es generalmente una mezcla de materiales orgánicos descompuestos, que incluyen zooplancton , fitoplancton , algas (incluidas las diatomeas [6] ), bacterias , hongos , protozoos y detritos de plantas vasculares , [5] aunque cada aparición de espuma marina varía en su contenido específico. En algunas áreas, la espuma de mar se compone principalmente de proteínas , dominantes tanto en la espuma fresca como en la vieja, así como en lípidos y carbohidratos . La alta concentración de proteínas y la baja concentración de carbohidratos sugieren que los azúcares originalmente presentes en el mucílago circundante creado por algas o materia vegetal han sido rápidamente consumidos por bacterias. [3] Investigaciones adicionales han demostrado que una pequeña fracción del peso seco en la espuma marina es carbono orgánico , que contiene fenoles , azúcares, aminoazúcares y aminoácidos . En la Bahía de Fundy , las altas tasas de mortalidad de un abundante anfípodo tubular ( Corophium volutator ) debido a la extinción natural, así como a la depredación de las aves marinas migratorias, contribuyeron a la liberación de aminoazúcares en el medio ambiente circundante y, por lo tanto, en la espuma del mar. [5]

Se ha descubierto que la materia orgánica en la espuma del mar aumenta drásticamente durante las floraciones de fitoplancton en el área. [7] Algunas investigaciones han demostrado concentraciones muy altas de microplancton en la espuma de mar, con un número significativamente mayor de fitoplancton autótrofo que heterótrofos [6] Algunas espumas son particularmente ricas en su población de diatomeas, que en algunos casos pueden constituir la mayor parte de la biomasa de microalgas . [6] Una diversidad de bacterias también está presente en la espuma del mar; la espuma vieja tiende a tener una mayor densidad de bacterias. Un estudio encontró que el 95% de las bacterias de la espuma del mar tenían forma de varilla, mientras que el agua de la superficie circundante contenía principalmente bacterias en forma de cocoides y solo del 5% al ​​10% de bacterias en forma de varilla. [3] También existe una variabilidad estacional de la composición de la espuma marina; [5] en algunas regiones hay una ocurrencia estacional de polen en la espuma del mar que puede alterar su química. [2] Aunque la espuma no es inherentemente tóxica, puede contener altas concentraciones de contaminantes. [1] Las burbujas de espuma pueden recubrirse o contener estos materiales, que pueden incluir compuestos de petróleo , pesticidas y herbicidas . [1]

"> Reproducir medios
Espuma de mar frente a la isla de Vancouver

Estructuralmente, la espuma de mar es termodinámicamente inestable, aunque algo de espuma de mar puede persistir en el medio ambiente durante varios días como máximo. Hay dos tipos de espumas marinas clasificadas en función de su estabilidad: 1) Las espumas inestables o transitorias tienen una vida útil muy corta de solo unos segundos. Las burbujas formadas en la espuma del mar pueden estallar liberando aerosoles en el aire, lo que contribuye al rocío del mar . 2) Las espumas metaestables pueden tener una vida útil de varias horas a varios días; su duración se atribuye a veces a pequeñas partículas de sílice , calcio o hierro que contribuyen a la estabilidad y longevidad de la espuma. [1] Además, el agua de mar que contiene material orgánico disuelto liberado del fitoplancton y las algas macrofíticas que luego se agita en su entorno es más probable que produzca una espuma estable y de mayor duración en comparación con el agua de mar que carece de uno de esos componentes. Por ejemplo, el agua de mar filtrada con las hojas de las algas marinas , Ecklonia maxima, produjo espuma, pero carecía de la estabilidad que proporcionaba el agua de mar sin filtrar. Además, las frondas de algas que se mantuvieron en agua corriente y por lo tanto redujeron su capa de moco , no pudieron ayudar a que se formara la espuma. [3] También se ha encontrado que los diferentes tipos de sal tienen efectos variables sobre la proximidad de las burbujas dentro de la espuma del mar, contribuyendo así a su estabilidad. [1]

Fuente de comida

Burbujas de espuma enriquecida con plancton que quedan en un charco de marea después de la marea alta

La presencia de espuma de mar en el medio marino desempeña una serie de funciones ecológicas que incluyen proporcionar fuentes de alimento y crear hábitats. Como fuente de alimento, la espuma de mar con una composición estable es más importante desde el punto de vista ecológico, ya que puede persistir más tiempo y puede transportar nutrientes dentro del medio marino. [3] Los tiempos de descomposición más prolongados dan como resultado una mayor probabilidad de que la energía contenida en la espuma del mar ascienda por la red alimentaria a niveles tróficos más altos . [3] En la bahía de Fundy por ejemplo, un tubo-vivienda anfípodo , Corophium volutator, puede potencialmente alcanzar 70% de sus necesidades nutricionales de los azúcares y aminoácidos derivados de la espuma del mar en su entorno. A veces, sin embargo, se descubrió que la espuma del mar era tóxica para esta especie. Se cree que las altas concentraciones de fenoles y / o la presencia ocasional de metales pesados ​​o pesticidas incorporados a la espuma del mar desde la superficie del mar contribuyeron a su toxicidad. [5] En la costa oeste de la Península del Cabo , Sudáfrica , la espuma del mar a menudo se produce en áreas marinas cercanas a la costa con grandes lechos de algas durante períodos de fuertes vientos del oeste. Se piensa que la espuma generada en estas condiciones es una importante fuente de alimento para los organismos locales debido a la presencia de detritos orgánicos en la espuma del mar. [3]

Transporte de material

La espuma marina también actúa como un modo de transporte de organismos y nutrientes en el medio marino y, a veces, en los medios terrestres o intermareales . La acción de las olas puede depositar espuma en áreas intermareales donde puede permanecer cuando la marea retrocede, llevando nutrientes a la zona intermareal. [5] Además, la espuma del mar puede transportarse por el aire en condiciones de viento, transportando materiales entre entornos marinos y terrestres. [2] También se cree que la capacidad de la espuma marina para transportar materiales beneficia a los organismos macroalgales , ya que los propágulos de las macroalgas pueden transportarse a diferentes microambientes, lo que influye en el paisaje de las mareas y contribuye a nuevas posibles interacciones ecológicas. [8] Como la espuma del mar es un ambiente húmedo, es un hábitat propicio para las esporas de algas donde los propágulos pueden adherirse al sustrato y evitar el riesgo de diseminación . [8] Cuando la espuma del mar contiene hongos, también puede ayudar en la descomposición de restos de plantas y animales en los ecosistemas costeros. [2]

Habitat

Además, la espuma del mar es un hábitat para varios microorganismos marinos . Algunas investigaciones han demostrado la presencia de varios grupos microfitoplanctónicos, nanofitoplanctónicos y de diatomeas en la espuma de mar; los grupos de fitoplancton aparecieron en abundancia significativamente mayor que en la película de la superficie del mar y la zona pelágica superior [6]

Toxicidad

La espuma marina de origen natural no es inherentemente tóxica ; sin embargo, puede estar expuesta a altas concentraciones de contaminantes en la microcapa superficial derivados de la descomposición de las floraciones de algas, la producción y transporte de combustibles fósiles y la escorrentía de aguas pluviales. [1] Estos contaminantes contribuyen a la formación de espuma marina nociva a través de la adsorción en burbujas. Las burbujas pueden estallar y liberar toxinas a la atmósfera en forma de rocío marino o aerosol , o pueden persistir en las espumas. Las toxinas liberadas a través de aerosoles y burbujas que rompen pueden ser inhaladas por humanos. Los microorganismos que ocupan las espumas marinas como hábitat tienen una mayor susceptibilidad a la exposición a contaminantes. [9] En consecuencia, estas sustancias tóxicas pueden integrarse en la red trófica trófica . [1]

Floraciones de algas nocivas

Se pueden formar espumas después de la degradación de las floraciones de algas nocivas (HAB). Estos se componen principalmente de especies de algas, pero también pueden consistir en dinoflagelados y cianobacterias . [10] La biomasa de las algas en flor se integra en la espuma del mar en la microcapa de la superficie del mar. [8] Cuando la espuma del mar impactada se descompone, las toxinas de las algas se liberan al aire causando problemas respiratorios y ocasionalmente iniciando ataques de asma. [11] Phaeocystis globosa es una especie de alga que se considera problemática, como se observó en un estudio en los Países Bajos. [10] Su alta acumulación de biomasa le permite crear grandes cantidades de espuma tóxica que a menudo llega a las playas. Las floraciones de P. globosa se inician en áreas de alta disponibilidad de nutrientes, a menudo afiliadas a ubicaciones costeras con mucha escorrentía de aguas pluviales y eutrofización . Los estudios sugieren que el desarrollo de espuma está directamente relacionado con las floraciones causadas por P. globosa , a pesar de que la formación de espuma ocurre típicamente aproximadamente dos semanas después de la aparición de una floración de algas en alta mar. Se observó que el material orgánico de P. globosa se descomponía mientras estaba suspendido en la superficie del mar, pero no se observó más abajo en la columna de agua. P. globosa también se considera una especie molesta porque sus grandes formaciones de espuma perjudican la capacidad del público para disfrutar de la playa. [10]

Actividades humanas

Si bien la espuma de mar es un resultado común de la agitación del agua de mar que se mezcla con material orgánico en la superficie del océano, las actividades humanas pueden contribuir a la producción de espuma en exceso y, a menudo, tóxica. [1] Además de los aceites orgánicos, ácidos y proteínas que se acumulan en la microcapa de la superficie del mar , los compuestos derivados de la producción y el transporte de petróleo, los tensioactivos sintéticos y el uso de plaguicidas pueden ingresar a la superficie del mar y ser incorporados a la espuma. Los contaminantes presentes también pueden afectar la persistencia de la espuma producida. El petróleo crudo descargado de camiones cisterna, aceite de motor, aguas residuales y detergentes de la escorrentía contaminada puede crear espumas de mayor duración. [1] En un estudio , se encontró que los bifenilos policlorados (PCB), un contaminante orgánico persistente, se acumulaban en las espumas marinas. [9]

Las terminales de gas natural se han citado como contribuyentes a la producción de espumas modificadas debido al proceso de utilizar agua de mar para convertir el gas natural en gas natural licuado . [12] Un estudio mostró una abundancia mucho mayor de procariotas heterótrofos (arqueas y bacterias) y cianobacterias en la espuma que se generó cerca de una terminal de gas natural licuado. Estos procariotas pudieron reciclar materiales químicos descargados de la terminal, lo que mejoró el crecimiento microbiano. Además, se registraron niveles más altos de carbono orgánico total (COT) y biomasa de plancton en la espuma generada en las proximidades de la terminal. El carbono orgánico se transfirió fácilmente a la red trófica pelágica después de la absorción por los procariotas y la ingestión por los herbívoros. [12]


  • 24 de agosto de 2007: se produjo una gran acumulación de espuma marina en la costa de Yamba, al norte de Nueva Gales del Sur . [13] [14] [15]
  • Enero-Febrero 2008: ocurrencias de espuma de mar en Caloundra y Point Cartwright en Queensland 's Sunshine Coast atrajeron la atención de los medios de comunicación de todo el mundo. [16] [17] [18]
  • Diciembre de 2011: La carretera de la costa en Cleveleys , Lancashire , se vio inundada por corrientes de espuma marina de un metro de altura. [19]
  • 2012: Durante la cobertura en vivo del huracán Irene en Ocean City, Maryland , Tucker Barnes estaba cubierto de espuma de mar. [20]
  • 24-25 de septiembre de 2012: después de las tormentas y los fuertes vientos, la playa de la zona Footdee de Aberdeen se vio envuelta en espuma de mar. [21]
  • 27-28 de enero de 2013: Sunshine Coast en Queensland , Australia , tuvo masas de espuma que se derramaron en tierra por el ex ciclón tropical Oswald . [22]
  • Junio ​​de 2016: Se produjo espuma de mar en la costa este de Australia, azotada por tormentas. [23]
  • 28 de marzo de 2017: El ciclón Debbie generó espuma de mar en Sarina Beach en Queensland, Australia. [24]
  • 16 de octubre de 2017: el huracán Ophelia cubrió Cleveleys , Lancashire con espuma. [25]
  • Enero de 2018: la tormenta Eleanor provoca la aparición de espuma generalizada en la costa de Europa. [26]
  • 11 de octubre de 2019: la tormenta subtropical Melissa trajo espuma de mar a la playa de Nantasket en Hull, Massachusetts . [27]
  • 21 de enero de 2020: la tormenta Gloria inunda Tossa de Mar , España , con una espesa espuma de mar además de una gran inundación. [28]
  • 11 de mayo de 2020: Cinco surfistas mueren en los Países Bajos, presumiblemente al ahogarse después de desorientarse en una espuma marina de más de 2 metros de espesor. [29]
  • 13 de julio de 2020: La tormenta de Ciudad del Cabo , Sudáfrica [30]

  • Línea de espuma  : acumulaciones de espuma en la superficie de cursos o cuerpos de agua dulce
  • Isla Spume

  1. ^ a b c d e f g h i j k Schilling, Katerina; Zessner, Matthias (1 de octubre de 2011). "Espuma en el medio acuático". Investigación del agua . 45 (15): 4355–4366. doi : 10.1016 / j.watres.2011.06.004 . ISSN  0043-1354 . PMID  21757217 .
  2. ^ a b c d e HAROLD, E .; SCHLICHTING, JR. (1971). "Un estudio preliminar de las algas y protozoos en Seafoam". Botanica Marina . 14 (1). doi : 10.1515 / botm.1971.14.1.24 . ISSN  0006-8055 . S2CID  84135769 .
  3. ^ a b c d e f g h Velimirov, B. (1980). "Formación y potencial significado trófico de la espuma marina cerca de los lechos de algas marinas en el sistema de surgencia de benguela". Biología Marina . 58 (4): 311–318. doi : 10.1007 / bf00390779 . ISSN  0025-3162 . S2CID  86228098 .
  4. ^ Veron, Fabrice (3 de enero de 2015). "Ocean Spray". Revisión anual de mecánica de fluidos . 47 (1): 507–538. doi : 10.1146 / annurev-fluid-010814-014651 . ISSN  0066-4189 .
  5. ^ a b c d e f Craig, Douglas; Irlanda, Robert J .; Bärlocher, Felix (septiembre de 1989). "Variación estacional en la composición orgánica de la espuma de mar". Revista de Biología y Ecología Marina Experimental . 130 (1): 71–80. doi : 10.1016 / 0022-0981 (89) 90019-1 . ISSN  0022-0981 .
  6. ^ a b c d Druzhkov, Nikolai V .; Makarevich, Pavel R .; Bardan, Sergei I. (12 de enero de 1997). "Espuma de mar como objeto de estudios de películas de la superficie del mar". Investigación polar . 16 (2): 117-121. doi : 10.3402 / polar.v16i2.6630 . ISSN  1751-8369 .
  7. ^ O'Dowd, Colin; Ceburnis, Darius; Ovadnevaite, Jurgita; Bialek, Jakub; Stengel, Dagmar B .; Zacharias, Merry; Nitschke, Udo; Connan, Solene; Rinaldi, Matteo (14 de octubre de 2015). "Conectando la productividad marina con el rocío marino a través de procesos biológicos a nanoescala: ¿Danza del fitoplancton o Disco de la muerte?" . Informes científicos . 5 : 14883. doi : 10.1038 / srep14883 . ISSN  2045-2322 . PMC  4604474 . PMID  26464099 .
  8. ^ a b c Meneses, Isabel (junio de 1993). "Espuma como agente de dispersión en el intermareal rocoso del centro de Chile" . Revista europea de psicología . 28 (2): 107-110. doi : 10.1080 / 09670269300650171 . ISSN  0967-0262 .
  9. ^ a b Napolitano, Guillermo E .; Richmond, Jacqueline E. (febrero de 1995). "Enriquecimiento de lípidos, hidrocarburos y PCB biogénicos en espumas de superficie de corriente". Toxicología y Química Ambiental . 14 (2): 197-201. doi : 10.1002 / etc.5620140203 . ISSN  0730-7268 .
  10. ^ a b c Blauw, AN; Los, FJ; Huisman, J .; Peperzak, L. (noviembre de 2010). "Eventos molestos de espuma y floraciones de Phaeocystis globosa en aguas costeras holandesas analizadas con lógica difusa". Revista de sistemas marinos . 83 (3–4): 115–126. doi : 10.1016 / j.jmarsys.2010.05.003 . ISSN  0924-7963 .
  11. ^ Administración, Departamento de Comercio de los Estados Unidos, Nacional Oceánica y Atmosférica. "¿Por qué ocurren las floraciones de algas nocivas?" . oceanservice.noaa.gov . Consultado el 28 de noviembre de 2018 .
  12. ^ a b Franzo, Annalisa; Karuza, Ana; Celussi, Mauro; Fornasaro, Daniela; Beran, Alfred; Di Poi, Elena; Del Negro, Paola (17 de abril de 2015). "La producción de espuma como efecto secundario de una terminal de gas natural licuado en alta mar: ¿cómo lo maneja el plancton?". Investigación en ciencias ambientales y contaminación . 22 (11): 8763–8772. doi : 10.1007 / s11356-015-4499-2 . ISSN  0944-1344 . PMID  25877905 . S2CID  30716771 .
  13. ^ Samantha Williams, Yamba golpeado por espuma , The Daily Telegraph , 27 de agosto de 2007. Consultado el 5 de noviembre de 2010.
  14. ^ Eric Shackle, Australia Foams at the Mouth , OhmyNews , 26 de enero de 2008. Consultado el 5 de noviembre de 2010.
  15. ^ Brett M.Christensen, Whipped Ocean - Beach Foam en Yamba New South Wales , Hoax-Slayer.com , agosto de 2008. Consultado el 5 de noviembre de 2010.
  16. ^ A. Lander, ¡ La espuma ha vuelto! , Sunshine Coast Daily , 20 de febrero de 2008. Consultado el 5 de noviembre de 2010.
  17. ^ A. Lander, No place like foam Sunshine Coast Daily , 24 de enero de 2008. Consultado el 5 de noviembre de 2010.
  18. ^ Mark Furler, Foam a global hit , Sunshine Coast Daily , 26 de enero de 2008. Consultado el 5 de noviembre de 2010.
  19. ^ "La espuma del mar inunda los coches en el balneario de Cleveleys" . Noticias de la BBC. 29 de diciembre de 2011 . Consultado el 30 de noviembre de 2012 .
  20. ^ "Tucker Barnes de FOX 5 desafía la espuma del mar en Ocean City" . Fox 5. Archivado desde el original el 16 de enero de 2012.
  21. ^ "La espuma entró cuando los vendavales azotaron Escocia" . Noticias de la BBC. 28 de septiembre de 2012 . Consultado el 30 de noviembre de 2012 .
  22. ^ "País de las maravillas de invierno de Sunshine Coast" . Ninemsn. 28 de enero de 2013. Archivado desde el original el 29 de enero de 2013 . Consultado el 28 de enero de 2013 .
  23. ^ "Costa este baja: la espuma del mar azotada por las tormentas podría ser peligrosa para la salud, advierte el toxicólogo" . abc.net.au. 7 de junio de 2016 . Consultado el 11 de septiembre de 2017 .
  24. ^ "Espuma de mar espesa rueda sobre la playa de Sarina durante el ciclón Debbie" . abc.net.au. 28 de marzo de 2017 . Consultado el 11 de septiembre de 2017 .
  25. ^ [1] The Independent, 16 de octubre de 2017. Consultado el 18 de octubre de 2017.
  26. ^ "Eleanor prepara fiesta de espuma de mar para perro" . BBC News . Consultado el 4 de enero de 2018 .
  27. ^ "No es nieve: tormenta envía espuma de mar volando en la playa de Nantasket" . CBS Boston . Consultado el 14 de octubre de 2019 .
  28. ^ "La espuma del mar envuelve las calles españolas" . BBC News . Consultado el 22 de enero de 2020 .
  29. ^ "Tragedia del surf que asombró a una comunidad playera holandesa" . BBC News . Consultado el 11 de junio de 2020 .
  30. ^ Chothia, Andrea. "Tormenta de Ciudad del Cabo: Vientos huracanados, marejadas y espuma del mar azotan la Ciudad Madre" . El sudafricano . Consultado el 15 de julio de 2020 .

  • Abril de 2007 Storm Photo Gallery Lane Memorial Library, Hampton, New Hampshire. Consultado el 5 de noviembre de 2010.
  • Cómo se forma la espuma en las olas del océano Newscientist.com , número 1837, 5 de septiembre de 1992. Vista previa del artículo. Consultado el 5 de noviembre de 2010.
  • Manta de espuma blanca cubre la costa de Aberdeen - Guardian video. Consultado el 25 de septiembre de 2012.
  • Video de espuma marina en YouTube
  • Espuma de mar que cubre a un nadador, Australia Gold Coast