Ciclu de l'agua (USGS).

El ciclu hidrolóxicu o ciclu de l'agua ye'l procesu de circulación de l'agua ente los distintos compartimientos que formen la hidrosfera. Trátase d'un ciclu biogeoquímico nel qu'hai una intervención mínima de reacciones químiques, porque l'agua namái se tresllada d'unos llugares a otros o camuda d'estáu físicu.^[1]

L'agua de la Tierra atopa niggersr na so mayor parte en forma líquida, n'océanos y mares, como agua soterraño, o formando llagos, ríos y regueros na superficie continental. La segunda fracción, pola so importancia, ye la de l'agua acumulao como xelu sobre los casquetes glaciares antárticu y groenlandés, con una participación pequeña de los glaciares de monte de llatitúes altes y medies, y de la banquisa.^[2]

A lo último, una fracción menor ta presente na atmósfera, en tao gaseosu (como vapor) o n'estáu líquidu, formando nubes. Esta fracción atmosférica ye bien importante pal intercambiu ente los compartimientos pa la circulación horizontal de l'agua, de manera que, asegúrase un suministru permanente d'agua, a les rexones de la superficie continental alloñaes de los depósitos principales.^[2]

L'agua de la hidrosfera vien de la desgasificación del mantu, onde tien una presencia significativa, polos procesos del vulcanismu. Una parte de l'agua puede reincorporase al mantu colos sedimentos oceánicos de los que forma parte cuando éstos acompañen a la litosfera en subducción.^[3]

Ciclu hidrolóxicu

L'agua esiste na Tierra en tres estados: sólidu (xelu o nieve), líquidu y gaseosu (vapor d'agua). Océanos, ríos, nubes y agua tán en constante cambéu: l'agua de la superficie s'evapora, l'agua de les nubes bastia, l'agua penerar pola tierra, etc. Sicasí, la cantidá total d'agua nel planeta nun camuda. La circulación y caltenimientu d'agua na Tierra llámase ciclu hidrolóxicu, o ciclu de l'agua.

El ciclu hidrolóxicu ta estremáu en dos ciclos: el ciclu internu y el ciclu esternu. El ciclu internu consiste no siguiente: L'agua d'orixe magmáticu, formada por aciu reacciones químiques nel interior de la tierra, sale al traviés de volcanes y fontes hidrotermales y entemezse cola agua esterno. Terminar cuando l'agua de los océanos introducir poles zones de subducción hasta'l mantu.

Cuando se formó, hai aproximao cuatro mil quinientos millones d'años, la Tierra yá tenía nel so interior vapor d'agua. Nun principiu, yera una enorme bola en constante fusión con cientos de volcanes activos na so superficie. El magma, cargáu de gases con vapor d'agua, remaneció a la superficie gracies a les constantes erupciones. Depués la Tierra esfrecióse, el vapor d'agua s'entestó y cayó nuevamente al suelu en forma d'agua.

El ciclu hidrolóxicu empieza cola evaporación de l'agua dende la superficie del océanu. A midida qu'álzase, el aire amugáu esfrezse y el vapor tresformar n'agua: ye la condensación. Les gotes xúntense y formen una nube. Depués cayen pol so propiu pesu: ye la precipitación. Si na atmósfera fai enforma fríu, l'agua cai como nieve o xarazo. Si ye más templada, van cayer gotes d'agua.

Una parte de l'agua que llega a la superficie terrestre va ser aprovechada polos seres vivos; otra va escurrir pel terrén hasta llegar a un ríu, un llagu o l'océanu. A esti fenómenu conózse-y como escorrentía. Otru porcentaxe de l'agua va penerase al traviés del suelu formando acuíferos o capes d'agua soterraño, conocíes como capes freátiques. Esti procesu ye la infiltración. De la capa freática, dacuando, l'agua brota na superficie en forma de fonte, formando regueros o ríos. Tarde o aína, toa esta agua va volver nuevamente a l'atmósfera, debíu principalmente a la evaporación.

Un aspeutu a destacar nel ciclu hidrolóxicu ye'l so papel nel tresporte de sustancies: L'agua cayida esllee y abasna sales escontra'l mar, onde se concentren y bastien. Los sedimento formaos entren nos ciclos xeolóxicos diagenéticos. Nel so conxuntu'l ciclu hidrolóxicu puede considerase como una operación de lixiviado a escala planetaria.

Fases del ciclu hidrolóxicu

El ciclu de l'agua tien una interacción constante col ecosistema una y bones los seres vivos dependen d'esta pa sobrevivir, y de la mesma ayuden al funcionamientu del mesmu. Pela so parte, el ciclu hidrolóxicu presenta cierta dependencia d'una atmósfera pocu contaminada y de un grau de pureza de l'agua pal so desenvolvimientu convencional, y d'otra manera'l ciclu se entorpecería pol cambéu nos tiempos de evaporación y condensación.

Los principales procesos implicaos nel ciclu de l'agua son:

• Evaporación: L'agua se evapora na superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y tamién polos organismos, nel fenómenu de la trespiración en plantes y suduación n'animales. Los seres vivos, especialmente les plantes, contribúin con un 10 % a l'agua que s'incorpora a l'atmósfera. Nel mesmu capítulu podemos asitiar la sublimación, cuantitativamente bien pocu importante, qu'asocede na superficie xelada de los glaciares o la banquisa.
• Condensación: L'agua en forma de vapor xube y entiéstase formando les nubes, constituyíes per agua en gotes minúscules.
• Precipitación: Produzse cuando les gotes d'agua, que formen les nubes, esfrécense acelerándose la condensación y xuniéndose les gotes d'agua pa formar gotes mayores que terminen per bastiar se a la superficie terrestre en razón al so mayor pesu. La precipitación puede ser sólida (nieve o xarazo) o líquida (agua).
• Infiltración: Asocede cuando l'agua qu'algama'l suelu, enfusa al traviés de los sos poros y pasa a ser soterraña. La proporción d'agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidá del sustratu, de la rimada y de la cobertoria vexetal. Parte de l'agua infiltrada vuelve a l'atmósfera por evaporación o, entá más, pola trespiración de les plantes, que la estrayen con raigaños más o menos estensos y fondes. Otra parte incorporar a los acuíferos, niveles que contienen agua enllancada o circulante. Parte de l'agua soterraño algama la superficie ellí onde los acuíferos, poles circunstancies topográfiques, intersecan (esto ye, corten) la superficie del terrén.
• Escorrentía: Esti términu referir a los diversos medios polos que l'agua líquido esmuzse cuesta abaxo pola superficie del terrén. Nos climes non escepcionalmente secos, incluyíos la mayoría de los llamaos desérticos, la escorrentía ye'l principal axente xeolóxicu d'erosión y de tresporte de sedimentos.
• Circulación soterraña: Produzse a favor de la gravedá, como la escorrentía superficial, de la que puede considerase una versión. Presentar en dos modalidaes:
  • Primero, la que se da na zona vadosa, especialmente en roques karstificadas, como son de cutiu les caliares, y ye una circulación siempres pendiente embaxo.
  • Segundu, la qu'asocede nos acuíferos en forma d'agua intersticial qu'enllena los poros d'una roca permeable, de la cual puede inclusive remontar por fenómenos nos qu'intervienen la presión y la capilaridad.
• Fusión: Esti cambéu d'estáu produzse cuando la nieve pasa a estáu líquidu al producise'l destemple.
• Solidificación: Al menguar la temperatura nel interior d'una nube per debaxo de 0 °C, el vapor d'agua o l'agua mesma conxélense, bastiándose en forma de nieve o xarazo, siendo la principal diferencia ente los dos conceutos que nel casu de la nieve tratar d'una solidificación de l'agua de la nube que se presenta polo xeneral a baxu altor. Al dise conxelando'l mugor y les pequeñes gotes d'agua de la nube, fórmense falopos de nieve, cristales de xelu polimórficos (esto ye, qu'adopten numberoses formes visibles al microscopiu), ente que nel casu del xarazo, ye l'ascensu rápidu de les gotes d'agua que formen una nube lo que da orixe a la formación de xelu, que va formando'l xarazo y aumentando de tamañu con esi ascensu. Y cuando sobre la superficie del mar produz una manga d'agua (especie de tornáu que se produz sobre la superficie del mar cuando ta bien caldiada pol sol) esti xelu aniciar nel ascensu d'agua per adherencia del vapor y agua al nucleu conxeláu de les grandes gotes d'agua. El procesu repitir dende l'entamu, consecutivamente polo que nunca se termina, nin s'escosa l'agua.

Compartimientos ya intercambios d'agua

L'agua distribúyese desigualmente ente los distintos compartimientos, y los procesos polos qu'éstos intercambien l'agua dar a ritmos heteroxéneos. El mayor volume correspuende al océanu, siguíu del xelu glaciar y dempués pel agua soterraña. El agua duce superficial representa namái una pequeña fracción y entá menor l'agua atmosférico (vapor y nubes).

El tiempu de permanencia d'una molécula d'agua nun compartimientu ye mayor cuanto menor ye'l ritmu con que l'agua abandona esi compartimientu (o s'incorpora a él). Ye notablemente llargu nos casquetes glaciares, a onde llega por una precipitación carauterísticamente escasa, abandonándolos pola perda de bloques de xelu nos sos márxenes o pola fusión na base del glaciar, onde se formen pequeños ríos o regueros que sirven d'alliviaderu al derretimiento del xelu nel so desplazamientu por cuenta de la gravedá. El compartimientu onde la permanencia media ye más llarga, aparte l'océanu, ye'l de los acuíferos fondos, dalgunos de los cualos son «acuíferos fósiles», que nun s'anueven dende tiempos remotos. El tiempu de permanencia ye particularmente curtia pa la fracción atmosférica, que se recicla en namái unos díes.

El tiempu mediu de permanencia ye'l cociente ente'l volume total del compartimientu o depósitu y el caudal del intercambiu d'agua (espresáu como volume partíu por tiempu); la unidá del tiempu de permanencia resultante ye la unidá de tiempu utilizada al espresar el caudal.

Enerxía de l'agua

Mantu acuíferu

El ciclu de l'agua estena —esto ye, consume y degrada— una gran cantidá d'enerxía, que ye apurrida cuasi por completu pola solazu. La evaporación ye debida al calentamientu solar y animao pola circulación atmosférica, qu'anueva les mases d'aire, y que ye de la mesma debida a diferencies de temperatura igualmente dependiente del solazu. Los cambeos d'estáu de l'agua riquen o estenen muncha enerxía, pol eleváu valor que tomen el calor latente de fusión y el calor latente de vaporización. Asina, esos cambeos d'estáu contribúin al calentamientu o enfriamientu de les mases d'aire, y al tresporte netu de calor dende les llatitúes tropicales o templaes escontra les fríes y polares, gracies al cual ye más nidiu en xunto el clima de la Tierra.

Balance de l'agua

Si despreciamos les perdes y les ganancies debíes al vulcanismu y a la subducción, el balance total ye cero. Pero si afitámonos nos océanos, compruébase qu'esti balance ye negativu; se evapora más de lo que bastia nellos. Y en los continentes hai un superávit; ye dicir que se bastia más de lo que se evapora. Estos déficit y superávit compensar coles escorrentías, superficial y soterraña, qu'arramen agua del continente al mar.

El cálculu del balance hídricu puede realizase sobre cualquier recipiente hídricu, dende'l balance hídricu global del planeta hasta'l d'una pequeña llamarga, pero suel aplicase sobre les cuenques hidrográfiques.

Estos balances facer pa un determináu periodu de tiempu.

Cuando se consideren periodos de tiempu llargu, la mayoría de los sistemes presenten un balance nulu, ye dicir les salíes igualen les entraes.

Efeutos químicos de l'agua

L'agua, al percorrer el ciclu hidrolóxicu, tresporta sólidos y gases en disolución. El carbonu, el nitróxenu y el azufre, elementos toos ellos importantes pa los organismos vivientes, unos son volátiles (dalgunos como compuestos) y solubles, y poro, pueden movese pola atmósfera y realizar ciclos completos, asemeyaos al ciclu de l'agua y otros solu solubles polo que solo percuerren la parte del ciclu en que l'agua caltiénse líquida.

L'agua que cai sobre la superficie del terrén contién ciertos gases y sólidos en disolución. L'agua que pasa al traviés de la zona insaturada de mugor del suelu recueyi dióxidu de carbonu del aire y del suelu y de esa manera aumenta d'acidez. Esta agua acedo, al llegar en contautu con partícules de suelu o roca madre, esllee delles sales minerales. Si'l suelu tien un bon drenaxe, el fluxu de salida de l'agua freática final puede contener una cantidá importante de sólidos disueltos, que van dir finalmente al mar.

En delles rexones el sistema de drenaxe tien la so salida final nun mar interior, y non nel océanu, son les llamaes cuenques endorreicas. En tales casos, esti mar interior va afacer por sigo mesmu pa caltener l'equilibriu hídricu de la so zona de drenaxe y l'almacenamientu nel mesmu va aumentar o va menguar, según que la escorrentía seya mayor o menor que la evaporación dende'l mesmu. Como l'agua evaporada nun contién nengún sólidu disueltu, ésti queda nel mar interior y el so conteníu salino va aumentando gradualmente.

Salinización de los suelos por evaporación

Si l'agua del suelu mover en sentíu ascendente, por efeutu de la capilaridad, y tase evaporando na superficie, los sales disueltos pueden xubir tamién nel suelu y concentrase na superficie, onde ye frecuente ver nestos casos un estratu blancuciu producíu pola acumuladura de sales.

Cuando s'añedir agua de riego, l'agua ye transpirada, pero los sales qu'haya nésta queden nel suelu. Si'l sistema de drenaxe ye fayadizu, y suminístrase abonda cantidá d'agua por demás, como suel faese na práutica del riego superficial, y delles vegaes col riego por asperxadura, estos sales van eslleise y van ser abasnaes al sistema de drenaxe. Si'l sistema de drenaxe falla, o la cantidá d'agua suministrada nun ye abonda pa la llavadura de los sales, éstes atroparánse nel suelu hasta tal grau en que les tierres pueden perder la so productividá. Ésti sería, según dellos espertos, la razón de la escayencia de la civilización Mesopotámica, irrigada pelos ríos Tigris y Éufrates con un escelente sistema de riego, pero con defectos nel drenaxe.

Ver tamién

• Agua soterraño
• Diatermancia
• Evaporación
• Hidrosfera
• Precipitación (meteoroloxía)

Referencies

Bibliografía

• Ciclu de l'agua pol USGS.
• El ciclu hidrolóxicu. Contién un curtiu capítulu que sintetiza'l desenvolvimientu del conceutu dende los griegos hasta la nuesa dómina.
• Programa hidrolóxicu internacional (PHI) - Unesco. Grupu d'hidroloxía soterraña.
• El ciclu hidrolóxicu (o de l'agua).
• Dingman, S. L.Physical hydrology, Prentice-Hall, 1994 (n'inglés).
• Wallace, J. H. y P. V. Hobbs Atmospheric science, an introductory survey, Academic Press, San Diego, 1977 (n'inglés).
• Eagleson, P. Dynamic hydrology, McGraw-Hill, 1970 (n'inglés).
• Ven Te Chow (ditor principal), Handbook Of Applied Hydrology, McGraw-Hill, 1988, 712p, ISBN 0-07-010811-0 (n'inglés).
• Linsley, Ray K. & Joseph B. Franzini. Engenharia de Recursos Hídricos. Editora dá Universidade de São Paulo y Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda. 1978 (portugués).