La microcapa de la superficie del mar (SML) es la parte superior de 1000 micrómetros (o 1 milímetro) de la superficie del océano. Es la capa límite donde ocurre todo intercambio entre la atmósfera y el océano . [1] Las propiedades químicas, físicas y biológicas del SML difieren mucho de las del agua subterránea que se encuentra solo unos centímetros por debajo. [2]
Propiedades
Los compuestos orgánicos como los aminoácidos , los carbohidratos , los ácidos grasos y los fenoles están muy enriquecidos en la interfaz SML. La mayoría de estos provienen de la biota en las aguas subterráneas, que se descomponen y se transportan a la superficie, [3] [4] aunque también existen otras fuentes como la deposición atmosférica , la escorrentía costera y la nutrificación antropogénica. [1] La concentración relativa de estos compuestos depende de las fuentes de nutrientes, así como de las condiciones climáticas , como la velocidad del viento y las precipitaciones . [4] Estos compuestos orgánicos en la superficie crean una "película", conocida como "mancha" cuando son visibles, [2] que afecta las propiedades físicas y ópticas de la interfaz. Estas películas se producen debido a las tendencias hidrófobas de muchos compuestos orgánicos, lo que hace que sobresalgan en la interfaz de aire. [1] [5] La existencia de tensioactivos orgánicos en la superficie del océano impide la formación de olas a bajas velocidades del viento. Para concentraciones crecientes de tensioactivo, es necesaria una velocidad crítica del viento cada vez mayor para crear olas oceánicas. [1] [2] El aumento de los niveles de compuestos orgánicos en la superficie también dificulta el intercambio de gas aire-mar a bajas velocidades del viento. [6] Una forma en que las partículas y los compuestos orgánicos de la superficie se transportan a la atmósfera es el proceso denominado "explosión de burbujas". [1] [7] Las burbujas generan la mayor parte de los aerosoles marinos . [6] [8] [9] Se pueden dispersar a alturas de varios metros, recogiendo cualquier partícula que se adhiera a su superficie. Sin embargo, el principal proveedor de materiales proviene del SML. [3]
Salud y medio ambiente
Una extensa investigación ha demostrado que el SML contiene una concentración elevada de bacterias , virus , metales tóxicos y contaminantes orgánicos en comparación con el agua subterránea. [1] [10] [11] [12] [13] Estos materiales se pueden transferir de la superficie del mar a la atmósfera en forma de aerosoles acuosos generados por el viento debido a su alta tensión de vapor y a un proceso conocido como volatilización . [7] Cuando están en el aire, estos microbios pueden transportarse a grandes distancias a las regiones costeras. Si chocan contra la tierra, pueden tener efectos perjudiciales para los animales, la vegetación y la salud humana. [14] Los aerosoles marinos que contienen virus pueden viajar cientos de kilómetros desde su fuente y permanecer en forma líquida siempre que la humedad sea lo suficientemente alta (más del 70%). [15] [16] [17] Estos aerosoles pueden permanecer suspendidos en la atmósfera durante aproximadamente 31 días. [3] La evidencia sugiere que las bacterias pueden permanecer viables después de ser transportadas tierra adentro a través de aerosoles. Algunos llegaron hasta los 200 metros a 30 metros sobre el nivel del mar. [18] Un estudio de un mes realizado por científicos en el mar Tirreno en 1999 reveló que las señales de contaminación de sustancias químicas de origen petrogénico en el puerto de Livorno eran el resultado de sustancias químicas encontradas en el SML. [19] También se observó que el proceso que transfiere este material a la atmósfera provoca un mayor enriquecimiento tanto de bacterias como de virus en comparación con el SML o las aguas subterráneas (hasta tres órdenes de magnitud en algunos lugares). [18]
Medición
Los dispositivos utilizados para muestrear las concentraciones de partículas y compuestos del LME incluyen una tela de vidrio, pantallas de malla metálica y otras superficies hidrófobas. Estos se colocan en un cilindro giratorio que recolecta muestras de la superficie a medida que gira sobre la superficie del océano. [20]
Referencias
- ^ a b c d e f Liss, PS, Duce, RA, 1997. La superficie del mar y el cambio global. Cambridge Univ. Prensa, Cambridge.
- ^ a b c Zhang, Zhengbin y col. (2003). Estudios sobre la microcapa de la superficie del mar II. La capa de cambio repentino de propiedades físicas y químicas. Revista de ciencia coloide y de interfaz. 264, 148-159.
- ^ a b c Aller, J., Kuznetsova, M., Jahns, C., Kemp, P. (2005) La microcapa de la superficie del mar como fuente de enriquecimiento viral y bacteriano en aerosoles marinos. Revista de ciencia de aerosoles. Vol. 36, págs. 801-812.
- ↑ a b Carlson, David J. (1983). Materiales orgánicos disueltos en microcapas superficiales: variabilidad temporal y espacial y relación con el estado del mar. Limnología y Oceanografía, 28.3. 415-431
- ^ Carlson, David J. (1982). Los enriquecimientos fenólicos de microcapas superficiales indican manchas de la superficie del mar. Naturaleza. 296.1. 426-429.
- ↑ a b Woodcock, A. (1953). Núcleos de sal en el aire marino en función de la altitud y la fuerza del viento. Journal of Meteorology, 10, 362–371.
- ^ a b Wallace Jr., GT, Duce, RA, 1978. Transporte de materia orgánica particulada por burbujas en aguas marinas. Limnol. Oceanogr. 23 Ž6., 1155-1167.
- ^ Gustafsson, MER y Franzen, LG (2000). Transporte terrestre de aerosoles marinos en el sur de Suecia. Ambientes atmosféricos, 34, 313–325.
- ^ Grammatika, M. y Zimmerman, WB (2001). Microhidrodinámica del proceso de flotación en la capa superficial del mar. Dinámica de atmósferas y océano, 34, 327–348.
- ^ Blanchard, DC, 1983. La producción, distribución y enriquecimiento bacteriano del aerosol de sal marina. En: Liss, PS, Slinn, WGN ŽEds .., Intercambio aire-mar de gases y partículas. D. Reidel Publishing Co., Dordrecht, Países Bajos, págs. 407-444.
- ^ Hoffmann, GL, Duce, RA, Walsh, PR, Hoffmann, EJ, Ray, BJ, 1974. Tiempo de residencia de algunos metales traza particulados en la microcapa de la superficie oceánica: importancia de la deposición atmosférica. J. Rech. Atmos. 8, 745–759.
- ^ Hunter, KA, 1980. Proceso que afecta a los metales traza particulados en la microcapa de la superficie del mar. Mar. Chem. 9, 49–70.
- ^ Hardy, JT, Word, J., 1986. Contaminación de la superficie del agua de Puget Sound. Notas de sonido de Puget, EPA de EE. UU. Región 10 Seattle, WA, págs. 3–6.
- ^ OMS, 1998. Borrador de directrices para entornos acuáticos recreativos seguros: aguas costeras y dulces, borrador para consulta. Organización Mundial de la Salud, Ginebra, EOSrDRAFTr98 14, págs. 207–299.
- ^ Klassen, RD y Roberge, PR (1999). Modelización del transporte de aerosoles como ayuda para comprender los patrones de corrosividad atmosférica. Materiales y diseño, 20, 159–168.
- ^ Moorthy, KK, Satheesh, SK y Krishna Murthy, BV (1998). Características de las profundidades ópticas espectrales y las distribuciones de tamaño de los aerosoles en las regiones oceánicas tropicales. Revista de física atmosférica y solar-terrestre, 60, 981–992.
- ^ Chow, JC, Watson, JG, Green, MC, Lowenthal, DH, Bates, B., Oslund, W. y Torre, G. (2000). Transporte transfronterizo y variabilidad espacial de partículas en suspensión en Mexicali y el Valle Imperial de California. Ambiente atmosférico, 34, 1833–1843.
- ↑ a b Marks, R., Kruczalak, K., Jankowska, K. y Michalska, M. (2001). Bacterias y hongos en el aire sobre el golfo de Gdansk y el mar Báltico. Journal of Aerosol Science, 32, 237-250.
- ^ Cincinelli A .; Stortini AM; Perugini M .; Checchini L .; Lepri L., 2001. Contaminantes orgánicos en microcapas y aerosoles de la superficie del mar en el medio costero de Livorno- (Mar Tirreno). Química Marina, Volumen 76, Número 1, págs. 77-98 (22)
- ^ Harvey, George W. (1966). Recolección de microcapas de la superficie del mar: un nuevo método y resultados iniciales. Limnología y Oceanografía, 11.4. 608-613