Distribución del agua en la Tierra
Panorama de la distribución del agua en el planeta Tierra

La mayor parte del agua de la atmósfera y la corteza terrestre proviene del agua salada del mar , mientras que el agua dulce representa casi el 1% del total. La gran mayoría del agua de la Tierra es salina o salada , con una salinidad media del 35‰ (o 3,5%, aproximadamente equivalente a 34 gramos de sales en 1 kg de agua de mar), aunque esto varía ligeramente según la cantidad de escorrentía recibida de la tierra circundante. En total, el agua de los océanos y mares marginales, el agua subterránea salina y el agua de lagos cerrados salinos representan más del 97% del agua de la Tierra, aunque ningún lago cerrado almacena una cantidad de agua significativa a nivel mundial. El agua subterránea salina rara vez se considera, excepto cuando se evalúa la calidad del agua en regiones áridas.

El resto del agua de la Tierra constituye el recurso de agua dulce del planeta . Normalmente, el agua dulce se define como agua con una salinidad inferior al 1% de la de los océanos, es decir, por debajo de alrededor del 0,35‰. El agua con una salinidad entre este nivel y el 1‰ se suele denominar agua marginal porque es marginal para muchos usos de los seres humanos y los animales. La proporción de agua salada respecto de agua dulce en la Tierra es de alrededor de 50:1.

El agua dulce del planeta también está distribuida de forma muy desigual. Si bien en épocas cálidas como el Mesozoico y el Paleógeno, cuando no había glaciares en ningún lugar del planeta, toda el agua dulce se encontraba en ríos y arroyos, hoy la mayor parte del agua dulce existe en forma de hielo, nieve, agua subterránea y humedad del suelo, y solo un 0,3% se encuentra en forma líquida en la superficie. Del agua dulce líquida superficial, el 87% se encuentra en lagos, el 11% en pantanos y solo un 2% en ríos. También existen pequeñas cantidades de agua en la atmósfera y en los seres vivos.

Aunque se sabe que el volumen total de agua subterránea es mucho mayor que el de las escorrentías fluviales, una gran proporción de esta agua subterránea es salina y, por lo tanto, debe clasificarse junto con el agua salina antes mencionada. Además, en las regiones áridas hay una gran cantidad de agua subterránea fósil que no se ha renovado durante miles de años; esto no debe considerarse agua renovable.

Distribución de agua salada y dulce

Se estima que el volumen total de agua en la Tierra es de 1.386 millones de km3 ( 333 millones de millas cúbicas), de los cuales el 97,5 % es agua salada y el 2,5 % es agua dulce . Del agua dulce, solo el 0,3 % se encuentra en forma líquida en la superficie. [2] [3] [4]

Debido a que los océanos, que cubren aproximadamente el 70,8 % de la superficie de la Tierra, reflejan la luz azul, la Tierra se ve azul desde el espacio y a menudo se la conoce como el planeta azul o el punto azul pálido . El agua dulce líquida, como lagos y ríos, cubre aproximadamente el 1 % de la superficie de la Tierra [5] y, en conjunto con la capa de hielo de la Tierra, la superficie de la Tierra está compuesta en un 75 % por agua. [6]

Fuente de aguaVolumen de agua
en km3 ( cu mi)
% agua total		%
agua salada
% agua dulce
% de agua dulce líquida superficial
Océanos1.338.000.000 (321.000.000)96,599.0
Océano Pacífico669.880.000 (160.710.000)48.349.6
Océano Atlántico310.410.900 (74.471.500)22.423.0
Océano Índico264.000.000 (63.000.000)19.019.5
Océano Austral71.800.000 (17.200.000)5.185.31
Océano Ártico18.750.000 (4.500.000)1.351.39
Hielo y nieve24.364.000 (5.845.000)1,7669.6
Glaciares24.064.000 (5.773.000)1,7468,7
Capa de hielo de la Antártida21.600.000 (5.200.000)1.5661.7
Capa de hielo de Groenlandia2.340.000 (560.000)0,176.68
Islas árticas83.500 (20.000)0,0060,24
Cadenas montañosas40.600 (9.700)0,0030,12
Hielo terrestre y permafrost300.000 (72.000)0,0220,86
Agua subterránea23.400.000 (5.600.000)1.69
Agua subterránea salina12.870.000 (3.090.000)0,930,95
Agua subterránea dulce10.530.000 (2.530.000)0,7630.1
Humedad del suelo16.500 (4.000)0,00120,047
Lagos176.400 (42.300)0,013
Lagos salinos85.400 (20.500)0,00620,0063
Mar Caspio78.200 (18.800)0,00560,0058
Otros lagos salinos7.200 (1.700)0,000520,00053
Lagos de agua dulce91.000 (22.000)0,00660,2687.0
Grandes lagos africanos30.070 (7.210)0,00220,08628.8
Lago Baikal23.615 (5.666)0,00170,06722.6
Grandes Lagos de América del Norte22.115 (5.306)0,00160,06321.1
Otros lagos de agua dulce15.200 (3.600)0,00110,04314.5
Atmósfera12.900 (3.100)0,000930,037
Pantanos11.470 (2.750)0,000830,03311.0
Ríos2.120 (510)0,000150,00612.03
Agua biológica1.120 (270)0,0000810,0032
Gráfica logarítmica de la fuente de agua en millas cúbicas
Gráfica logarítmica de la fuente de agua dulce (incluidos lagos salinos y aguas subterráneas salinas)

Lagos

En conjunto, los lagos de la Tierra contienen 199.000 km3 de agua. [7] La ​​mayoría de los lagos se encuentran en las altas latitudes del norte, lejos de los centros de población humana. [8] [9] Los Grandes Lagos de América del Norte , que contienen el 21% del agua dulce del mundo por volumen, [10] [11] [12] son ​​una excepción. La cuenca de los Grandes Lagos alberga a más de 35 millones de personas. [13] Las ciudades canadienses de Thunder Bay , St. Catharines , Hamilton , Toronto , Oshawa y Kingston , así como las ciudades estadounidenses de Detroit , Duluth , Milwaukee , Chicago , Gary , Cleveland , Buffalo y Rochester están ubicadas en las orillas del sistema de los Grandes Lagos.

Agua subterránea

El agua subterránea dulce es muy valiosa, especialmente en países áridos como China. Su distribución es muy similar a la del agua superficial de los ríos, pero es más fácil almacenarla en climas cálidos y secos porque los depósitos de agua subterránea están mucho más protegidos de la evaporación que las presas . En países como Yemen , el agua subterránea procedente de las precipitaciones irregulares durante la temporada de lluvias es la principal fuente de agua para riego .

Debido a que la recarga de agua subterránea es mucho más difícil de medir con precisión que la escorrentía superficial , el agua subterránea no suele utilizarse en áreas donde hay incluso niveles bastante limitados de agua superficial. Incluso hoy en día, las estimaciones de la recarga total de agua subterránea varían mucho para la misma región según la fuente que se utilice, y los casos en los que se explota el agua subterránea fósil más allá de la tasa de recarga (incluido el acuífero Ogallala [14] ) son muy frecuentes y casi siempre no se los consideró seriamente cuando se desarrollaron por primera vez.

Distribución de agua de río

Se estima que el volumen total de agua de los ríos es de 2120 km3 ( 510 mi3), o el 0,49 % del agua dulce superficial de la Tierra. [2] Los ríos y las cuencas a menudo se comparan no según su volumen estático, sino según su flujo de agua o escorrentía superficial . La distribución de la escorrentía de los ríos a lo largo de la superficie de la Tierra es muy desigual.

Continente o regiónEscorrentía fluvial (km3 / año)Porcentaje del total mundial
Asia (excluido Oriente Medio)13.30030.6
Sudamerica12.00027.6
América del norte7.80017.9
Oceanía6.50014.9
África subsahariana4.0009.2
Europa2.9006.7
Australia4401.0
Oriente Medio y el Norte de África1400.3

Puede haber enormes variaciones dentro de estas regiones. Por ejemplo, hasta una cuarta parte del limitado suministro de agua dulce renovable de Australia se encuentra en la península del Cabo York , casi deshabitada . [15] Además, incluso en continentes bien regados, hay áreas con escasez extrema de agua, como Texas en América del Norte, cuyo suministro de agua renovable asciende a solo 26 km 3 /año en un área de 695.622 km 2 , o Sudáfrica , con solo 44 km 3 /año en 1.221.037 km 2 . [15] Las áreas de mayor concentración de agua renovable son:

Área, volumen y profundidad de los océanos

Cuerpo de aguaSuperficie (10 6 km 2 )Volumen (10 6 km 3 )Profundidad media (m)
Océano Pacífico165.2707.64.282
Océano Atlántico82.4323.63.926
Océano Índico73.4291.03.963
Todos los océanos y mares3611.3703.796

La corteza oceánica es joven, delgada y densa, y ninguna de las rocas que la componen es anterior a la desintegración de Pangea . [ cita requerida ] Como el agua es mucho más densa que cualquier gas , esto significa que el agua fluirá hacia las "depresiones" formadas como resultado de la alta densidad de la corteza oceánica (en un planeta como Venus , sin agua, las depresiones parecen formar una vasta llanura sobre la que se elevan mesetas). Dado que las rocas de baja densidad de la corteza continental contienen grandes cantidades de sales de metales alcalinos y alcalinotérreos que se erosionan fácilmente , la sal se ha acumulado, durante miles de millones de años , en los océanos como resultado de la evaporación que devuelve el agua dulce a la tierra en forma de lluvia y nieve . [ cita requerida ]

Variabilidad de la disponibilidad de agua

La variabilidad de la disponibilidad de agua es importante tanto para el funcionamiento de las especies acuáticas como para la disponibilidad de agua para el consumo humano: el agua que sólo está disponible en unos pocos años húmedos no debe considerarse renovable. Dado que la mayor parte de la escorrentía mundial proviene de zonas de muy baja variabilidad climática, la escorrentía mundial total suele tener una variabilidad baja.

De hecho, incluso en las zonas más áridas, suele haber pocos problemas con la variabilidad de la escorrentía porque la mayoría de las fuentes de agua utilizables provienen de regiones de alta montaña que proporcionan el deshielo de los glaciares como principal fuente de agua, que también llega en el período pico del verano, cuando la demanda de agua es alta. Esto históricamente ayudó al desarrollo de muchas de las grandes civilizaciones de la historia antigua, e incluso hoy permite la agricultura en áreas tan productivas como el Valle de San Joaquín .

Sin embargo, en Australia y el sur de África , la historia es diferente. Aquí, la variabilidad de la escorrentía es mucho mayor que en otras regiones continentales del mundo con climas similares. [16] Los ríos de clima típicamente templado ( clasificación climática C de Köppen ) y árido (clasificación climática B de Köppen) en Australia y el sur de África tienen hasta tres veces el coeficiente de variación de la escorrentía de los de otras regiones continentales. [17] La ​​razón de esto es que, mientras que todos los demás continentes han tenido sus suelos en gran medida moldeados por la glaciación cuaternaria y la formación de montañas , los suelos de Australia y el sur de África han permanecido en gran medida inalterados desde al menos el Cretácico temprano y, en general, desde la edad de hielo anterior en el Carbonífero . En consecuencia, los niveles de nutrientes disponibles en los suelos australianos y del sur de África tienden a ser órdenes de magnitud inferiores a los de climas similares en otros continentes, y la flora nativa compensa esto a través de densidades de raíces mucho más altas (por ejemplo, raíces proteoides ) para absorber un mínimo de fósforo y otros nutrientes. Debido a que estas raíces absorben tanta agua, la escorrentía en los ríos típicos de Australia y el sur de África no se produce hasta que se han producido unos 300 mm (12 pulgadas) o más de lluvia. En otros continentes, la escorrentía se produce después de una lluvia bastante ligera debido a la baja densidad de raíces.

Tipo de clima (Köppen [18] )Precipitación media anualRelación de escorrentía típica
para Australia y el sur de África		Tasa de escorrentía típica
para el resto del mundo
BWh250 mm (10 pulgadas)1 por ciento (2,5 mm)10 por ciento (25 mm)
BSh (en la franja mediterránea )350 mm (14 pulgadas)3 por ciento (12 mm)20 por ciento (80 mm)
Csa500 mm (20 pulgadas)5 por ciento (25 mm)35 por ciento (175 mm)
C y f900 mm (35 pulgadas)15 por ciento (150 mm)45 por ciento (400 mm)
Cb1.100 mm (43 pulgadas)25 por ciento (275 mm)70 por ciento (770 mm)

La consecuencia de esto es que muchos ríos en Australia y el sur de África (en comparación con muy pocos en otros continentes) son teóricamente imposibles de regular porque las tasas de evaporación de las represas significan que una capacidad de almacenamiento lo suficientemente grande como para regular teóricamente el río a un nivel dado en realidad permitiría que se utilizara muy poco calado. Ejemplos de tales ríos incluyen los de la cuenca del lago Eyre . Incluso para otros ríos australianos, se necesita una capacidad de almacenamiento tres veces mayor para proporcionar un tercio del suministro de un clima comparable en el sudeste de América del Norte o el sur de China. También afecta a la vida acuática, favoreciendo fuertemente a las especies capaces de reproducirse rápidamente después de grandes inundaciones, de modo que algunas sobrevivirán a la siguiente sequía.

En cambio, los ríos de clima tropical (clasificación climática A de Köppen) de Australia y el sur de África no tienen índices de escorrentía marcadamente inferiores a los de climas similares de otras regiones del mundo. Aunque los suelos de Australia tropical y el sur de África son incluso más pobres que los de las partes áridas y templadas de estos continentes, la vegetación puede utilizar el fósforo orgánico o el fosfato disuelto en el agua de lluvia como fuente de nutrientes. En climas más fríos y secos, estas dos fuentes relacionadas tienden a ser prácticamente inútiles, por lo que se necesitan medios tan especializados para extraer la cantidad mínima de fósforo.

Existen otras áreas aisladas con alta variabilidad de escorrentía, aunque esto se debe básicamente a precipitaciones erráticas más que a una hidrología diferente. Entre ellas se incluyen: [17]

Posibles depósitos de agua en el interior de la Tierra

Se ha planteado la hipótesis de que el agua está presente en la corteza terrestre , el manto e incluso el núcleo e interactúa con la superficie del océano a través del " ciclo del agua de toda la Tierra ". Sin embargo, la cantidad real de agua almacenada en el interior de la Tierra aún sigue siendo objeto de debate. Se estima que entre 1,5 y 11 veces la cantidad de agua de los océanos se puede encontrar a cientos de kilómetros de profundidad en el interior de la Tierra, aunque no en forma líquida. [ cita requerida ]

Agua en el manto de la Tierra

La ringwoodita es la fase principal del manto de la Tierra entre ~520 y ~660 km de profundidad, y posiblemente contiene varios porcentajes en peso de agua en su estructura cristalina.

El manto inferior de la Tierra interna puede contener hasta cinco veces más agua que toda el agua superficial combinada (todos los océanos, todos los lagos, todos los ríos). [19]

La cantidad de agua almacenada en el interior de la Tierra puede igualar o superar la de todos los océanos superficiales. [20] Algunos investigadores propusieron que el presupuesto total de agua del manto puede ascender a decenas de masas oceánicas. [21] El agua en el manto de la Tierra se disuelve principalmente en minerales nominalmente anhidros como hidroxilos (OH). [22] Estas impurezas de OH en rocas y minerales pueden lubricar la placa tectónica, influir en la viscosidad de las rocas y los procesos de fusión, y ralentizar las ondas sísmicas. [20] Las dos fases del manto en la zona de transición entre el manto superior e inferior de la Tierra, wadsleyita y ringwoodita , podrían incorporar potencialmente hasta un pequeño porcentaje de peso de agua en su estructura cristalina. [23] En 2014 se encontró evidencia directa de la presencia de agua en el manto de la Tierra con base en una muestra de ringwoodita hidratada incluida en un diamante de Juína, Brasil . [24] Las observaciones sísmicas sugieren la presencia de agua en el derretimiento por deshidratación en la parte superior del manto inferior bajo los Estados Unidos continentales. [25] El agua molecular (H 2 O) no es la fase primaria portadora de agua en el manto, pero su forma de alta presión, hielo-VII , también se ha encontrado en diamantes súper profundos .

Véase también

Referencias

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  2. ^ ab ¿ Dónde está el agua de la Tierra?, Servicio Geológico de los Estados Unidos .
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