Salinidad
Proporción de sal disuelta en agua
Parte de una serie sobre
Salinidad del agua
Niveles de salinidad
Agua dulce (< 0,05 %)
Agua salobre (0,05–3 %)
Agua salada (3–5 %)
Salmuera (> 5 % hasta 26 %–28 % máximo)
Masas de agua
Salinidad media anual de la superficie del mar en los océanos del mundo . Datos del Atlas Mundial de los Océanos 2009. [1]
Agua de mar estándar de la Asociación Internacional de Ciencias Físicas de los Océanos (IAPSO).

La salinidad ( / s ə ˈ l ɪ n ɪ t i / ) es la salinidad o cantidad de sal disuelta en un cuerpo de agua , llamada agua salina (ver también salinidad del suelo ). Generalmente se mide en g/L o g/kg (gramos de sal por litro/kilogramo de agua; este último es adimensional e igual a ‰).

La salinidad es un factor importante en la determinación de muchos aspectos de la química de las aguas naturales y de los procesos biológicos dentro de ellas, y es una variable de estado termodinámica que, junto con la temperatura y la presión , rige características físicas como la densidad y la capacidad térmica del agua.

Una línea de contorno de salinidad constante se llama isohalina , o a veces isohale .

Definiciones

La salinidad en ríos, lagos y océanos es conceptualmente simple, pero técnicamente difícil de definir y medir con precisión. Conceptualmente, la salinidad es la cantidad de contenido de sal disuelta en el agua. Las sales son compuestos como cloruro de sodio , sulfato de magnesio , nitrato de potasio y bicarbonato de sodio que se disuelven en iones. La concentración de iones de cloruro disueltos a veces se denomina clorinidad. Operacionalmente, la materia disuelta se define como aquella que puede pasar a través de un filtro muy fino (históricamente un filtro con un tamaño de poro de 0,45 μm, pero más tarde [ ¿cuándo? ] generalmente 0,2 μm). [2] La salinidad se puede expresar en forma de fracción de masa , es decir, la masa del material disuelto en una unidad de masa de solución.

El agua de mar suele tener una salinidad en masa de alrededor de 35 g/kg, aunque los valores más bajos son típicos cerca de las costas donde los ríos desembocan en el océano. Los ríos y lagos pueden tener una amplia gama de salinidades, desde menos de 0,01 g/kg [3] hasta unos pocos g/kg, aunque hay muchos lugares donde se encuentran salinidades más altas. El Mar Muerto tiene una salinidad de más de 200 g/kg. [4] La precipitación suele tener un TDS de 20 mg/kg o menos. [5]

Cualquiera que sea el tamaño de poro utilizado en la definición, el valor de salinidad resultante de una muestra dada de agua natural no variará en más de un pequeño porcentaje (%). Sin embargo, los oceanógrafos físicos que trabajan en el océano abisal a menudo se preocupan por la precisión y la intercomparabilidad de las mediciones realizadas por diferentes investigadores, en diferentes momentos, hasta casi cinco dígitos significativos . [6] Los oceanógrafos utilizan un producto de agua de mar embotellada conocido como IAPSO Standard Seawater para estandarizar sus mediciones con suficiente precisión para cumplir con este requisito.

Composición

Las dificultades de medición y definición surgen porque las aguas naturales contienen una mezcla compleja de muchos elementos diferentes de distintas fuentes (no todos provenientes de sales disueltas) en diferentes formas moleculares. Las propiedades químicas de algunas de estas formas dependen de la temperatura y la presión. Muchas de estas formas son difíciles de medir con gran precisión y, en cualquier caso, el análisis químico completo no es práctico cuando se analizan múltiples muestras. Diferentes definiciones prácticas de salinidad son el resultado de diferentes intentos de explicar estos problemas con diferentes niveles de precisión, sin dejar de ser razonablemente fáciles de usar.

Por razones prácticas, la salinidad suele relacionarse con la suma de masas de un subconjunto de estos constituyentes químicos disueltos (la llamada salinidad de la solución ), en lugar de con la masa desconocida de sales que dieron lugar a esta composición (una excepción es cuando se crea agua de mar artificial ). Para muchos propósitos, esta suma se puede limitar a un conjunto de ocho iones principales en aguas naturales, [7] [8] aunque para el agua de mar con la máxima precisión también se incluyen siete iones menores adicionales. [6] Los iones principales dominan la composición inorgánica de la mayoría (pero de ninguna manera de todas) las aguas naturales. Las excepciones incluyen algunos lagos de pozo y aguas de algunos manantiales hidrotermales .

Las concentraciones de gases disueltos como el oxígeno y el nitrógeno no suelen incluirse en las descripciones de la salinidad. [2] Sin embargo, a menudo se incluye el gas de dióxido de carbono , que cuando se disuelve se convierte parcialmente en carbonatos y bicarbonatos . El silicio en forma de ácido silícico , que suele aparecer como una molécula neutra en el rango de pH de la mayoría de las aguas naturales, también puede incluirse para algunos fines (por ejemplo, cuando se investigan las relaciones salinidad/densidad).

Agua de mar

Vídeo completo de la NASA de 3 minutos del 27 de febrero de 2013 El instrumento Aquarius de la NASA a bordo del satélite SAC-D de Argentina está diseñado para medir la salinidad de la superficie del mar a nivel mundial. Este vídeo muestra los patrones de salinidad medidos por Aquarius desde diciembre de 2011 hasta diciembre de 2012. Los colores rojos representan áreas de alta salinidad, mientras que los tonos azules representan áreas de baja salinidad.

El término "salinidad" suele asociarse a una de las técnicas de medición específicas que utilizan los oceanógrafos. A medida que evolucionan las técnicas dominantes, también lo hacen las diferentes descripciones de la salinidad. Antes de los años 1980, las salinidades se medían en gran medida mediante técnicas basadas en la titulación . La titulación con nitrato de plata podía utilizarse para determinar la concentración de iones de haluro (principalmente cloro y bromo ) para obtener una clorinidad . A continuación, la clorinidad se multiplicaba por un factor para tener en cuenta todos los demás componentes. Las "salinidades de Knudsen" resultantes se expresan en unidades de partes por mil (ppt o ‰ ).

El uso de mediciones de conductividad eléctrica para estimar el contenido iónico del agua de mar condujo al desarrollo de la escala denominada escala práctica de salinidad de 1978 (PSS-78). [9] [10] Las salinidades medidas con PSS-78 no tienen unidades.El sufijo psu o PSU (que denota la unidad práctica de salinidad ) a veces se agrega a los valores de medición del PSS-78. [11] La adición de PSU como unidad después del valor es "formalmente incorrecta y se desaconseja enfáticamente". [2]

En 2010 se introdujo un nuevo estándar para las propiedades del agua de mar llamado ecuación termodinámica del agua de mar 2010 ( TEOS-10 ), que aboga por la salinidad absoluta como reemplazo de la salinidad práctica y la temperatura conservadora como reemplazo de la temperatura potencial . [6] Este estándar incluye una nueva escala llamada escala de salinidad de composición de referencia . Las salinidades absolutas en esta escala se expresan como una fracción de masa, en gramos por kilogramo de solución. Las salinidades en esta escala se determinan combinando mediciones de conductividad eléctrica con otra información que puede dar cuenta de los cambios regionales en la composición del agua de mar. También se pueden determinar haciendo mediciones directas de densidad.

Una muestra de agua de mar de la mayoría de las ubicaciones con una clorinidad de 19,37 ppt tendrá una salinidad de Knudsen de 35,00 ppt, una salinidad práctica PSS-78 de aproximadamente 35,0 y una salinidad absoluta TEOS-10 de aproximadamente 35,2 g/kg. La conductividad eléctrica de esta agua a una temperatura de 15 °C es de 42,9 mS/cm. [6] [12]

A escala global, es extremadamente probable que el cambio climático causado por el hombre haya contribuido a los cambios observados en la salinidad superficial y subterránea desde la década de 1950, y las proyecciones de cambios en la salinidad superficial a lo largo del siglo XXI indican que las regiones oceánicas dulces seguirán volviéndose más frescas y las regiones saladas seguirán volviéndose más saladas. [13]

La salinidad actúa como un indicador de las diferentes masas. El agua superficial es absorbida por el mar para reemplazar el agua que se hunde, que a su vez acaba por enfriarse y volverse lo suficientemente salada como para hundirse. La distribución de la salinidad contribuye a dar forma a la circulación oceánica.

Lagos y ríos

Los limnólogos y químicos suelen definir la salinidad en términos de masa de sal por unidad de volumen, expresada en unidades de mg/L o g/L. [7] Se da a entender, aunque a menudo no se afirma, que este valor se aplica con precisión solo a cierta temperatura de referencia porque el volumen de la solución varía con la temperatura. Los valores presentados de esta manera suelen tener una precisión del orden del 1%. Los limnólogos también utilizan la conductividad eléctrica , o "conductividad de referencia", como un indicador de la salinidad. Esta medida puede corregirse por los efectos de la temperatura y suele expresarse en unidades de μS/cm .

El agua de un río o lago con una salinidad de alrededor de 70 mg/L tendrá una conductividad específica a 25 °C de entre 80 y 130 μS/cm. La relación real depende de los iones presentes. [14] La conductividad real suele cambiar alrededor de un 2 % por cada grado Celsius, por lo que la conductividad medida a 5 °C podría estar solo en el rango de 50 a 80 μS/cm.

También se utilizan mediciones directas de densidad para estimar la salinidad, en particular en lagos con alta salinidad . [4] A veces, la densidad a una temperatura específica se utiliza como indicador de la salinidad. En otras ocasiones, se utiliza una relación empírica de salinidad/densidad desarrollada para un cuerpo de agua en particular para estimar la salinidad de las muestras a partir de una densidad medida.

Salinidad del agua
Agua dulceAgua salobreAgua salinaSalmuera
< 0,05%0,05 – 3%3 – 5%> 5%
< 0,5 ‰0,5 – 30 ‰30 – 50 ‰> 50 ‰

Clasificación de cuerpos de agua según la salinidad

Serie talásica
> 300 ‰
hiperhalino
60–80 ‰
metahalina
40 ‰
mixoeuhalina
30 ‰
polihalino
18 ‰
mesohalino
5 ‰
oligohalino
0,5 ‰

Las aguas marinas son las del océano, otro término para las cuales es mares euhalinos . La salinidad de los mares euhalinos es de 30 a 35 ‰. Los mares o aguas salobres tienen una salinidad en el rango de 0,5 a 29 ‰ y los mares metahalinos de 36 a 40 ‰. Todas estas aguas se consideran talásicas porque su salinidad se deriva del océano y se definen como homoiohalinas si la salinidad no varía mucho con el tiempo (esencialmente constante). La tabla de la derecha, modificada de Por (1972), [15] [16] sigue el "sistema de Venecia" (1959). [17]

En contraste con los ambientes homoiohalinos, existen ciertos ambientes poiquilohalinos (que también pueden ser talásicos ) en los que la variación de salinidad es biológicamente significativa. [18] La salinidad del agua poiquilohalina puede variar desde 0,5 hasta más de 300 ‰. La característica importante es que estas aguas tienden a variar en salinidad en un rango biológicamente significativo estacionalmente o en alguna otra escala de tiempo aproximadamente comparable. En pocas palabras, estos son cuerpos de agua con salinidad bastante variable.

El agua altamente salina, a partir de la cual las sales cristalizan (o están a punto de cristalizar) se denomina salmuera .

Consideraciones medioambientales

La salinidad es un factor ecológico de considerable importancia, que influye en los tipos de organismos que viven en un cuerpo de agua. Además, la salinidad influye en los tipos de plantas que crecerán ya sea en un cuerpo de agua o en la tierra alimentada por un agua (o por un agua subterránea ). [19] Una planta adaptada a condiciones salinas se llama halófita . Una halófita que es tolerante a la salinidad residual de carbonato de sodio se llama salicornia o salicaria o plantas barrilla . Los organismos (principalmente bacterias) que pueden vivir en condiciones muy saladas se clasifican como extremófilos o halófilos específicamente. Un organismo que puede soportar una amplia gama de salinidades es eurihalino .

La eliminación de sales del agua es costosa y el contenido de sal es un factor importante en el uso del agua, ya que influye en su potabilidad y su idoneidad para el riego . Se han observado aumentos de la salinidad en lagos y ríos de los Estados Unidos, debido a la sal común para carreteras y otros descongelantes de sal en la escorrentía. [20]

El grado de salinidad de los océanos es un factor determinante de la circulación oceánica mundial , donde los cambios de densidad debidos tanto a los cambios de salinidad como a los cambios de temperatura en la superficie del océano producen cambios en la flotabilidad, que provocan el hundimiento y el ascenso de las masas de agua. Se cree que los cambios en la salinidad de los océanos contribuyen a los cambios globales en el dióxido de carbono, ya que las aguas más salinas son menos solubles en el dióxido de carbono. Además, durante los períodos glaciares, la hidrografía es tal que una posible causa de la reducción de la circulación es la producción de océanos estratificados. En tales casos, es más difícil subducir agua a través de la circulación termohalina.

La salinidad no es sólo un factor que impulsa la circulación oceánica, sino que los cambios en la circulación oceánica también afectan a la salinidad, en particular en el Atlántico Norte subpolar, donde entre 1990 y 2010 el aumento de las contribuciones del agua de deshielo de Groenlandia se vio contrarrestado por un mayor transporte hacia el norte de las aguas saladas del Atlántico. [13] [21] [22] [23] Sin embargo, las aguas del Atlántico Norte se han vuelto más dulces desde mediados de la década de 2010 debido al aumento del flujo de agua de deshielo de Groenlandia. [13] [24]

Véase también

Referencias

  1. ^ Atlas mundial de los océanos 2009. nodc.noaa.gov
  2. ^ abc Pawlowicz, R. (2013). "Variables físicas clave en el océano: temperatura, salinidad y densidad". Nature Education Knowledge . 4 (4): 13.
  3. ^ Eilers, JM; Sullivan, TJ; Hurley, KC (1990). "¿El lago más diluido del mundo?". Hydrobiologia . 199 : 1–6. doi :10.1007/BF00007827. S2CID  30279782.
  4. ^ ab Anati, DA (1999). "La salinidad de las salmueras hipersalinas: conceptos y conceptos erróneos". Int. J. Salt Lake. Res . 8 (1): 55–70. Código Bibliográfico :1999IJSLR...8...55A. doi :10.1007/bf02442137.
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Lectura adicional

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