IV. LA LUZ, EL CALOR Y LA TRANSPARENCIA EN EL OC�ANO
EN LOS �ltimos a�os se ha generalizado en las playas el uso de visores submarinos, con los que se puede observar los maravillosos escenarios que ofrece el fondo del mar. El buceador admira, sin necesidad de sumergirse a grandes profundidades, la diversidad de colores y formas de las algas, las elegantes esponjas, los se�oriales corales y abanicos de mar, las gr�ciles estrellas marinas, los misteriosos peces que se mueven r�pidamente por estos interesantes paisajes submarinos.
La posibilidad de observar toda esta fascinante vida submarina se debe en primer lugar a las radiaciones luminosas que llegan del Sol, que tienen la propiedad f�sica de propagarse en el medio l�quido, y en segundo lugar, al visor, que pone una capa de aire entre los ojos y el agua del mar.
Esta propiedad de la luz de dispersarse en el agua del mar no es igual en las diferentes zonas oce�nicas y en las distintas profundidades. Se ha podido comprobar que en los mares con aguas fr�as la luz penetra menos y, a una profundidad de 400 metros, la oscuridad del agua oce�nica es comparable con la de la noche menos iluminada.
La propagaci�n de las radiaciones luminosas en el oc�ano se explica por las propiedades fisicoqu�micas del agua y por las caracter�sticas f�sicas de la luz, que a su vez tienen gran importancia en los fen�menos biol�gicos que se suceden en el mar.
Los factores fisicoqu�micos que influyen sobre las propiedades de la luz son la transparencia, es decir, la cantidad de luz que se transmite en el agua del mar; la absorci�n, o sea el grado de radiaci�n retenida, y la turbidez, que consiste en la reducci�n de la claridad del agua por la presencia de materia suspendida.
Las propiedades f�sicas de la luz son: la reflexi�n, proceso por el que la superficie del agua del mar devuelve a la atm�sfera una cantidad de la luz que incide sobre ella; la refracci�n, el cambio de direcci�n que sufre la luz al entrar a un medio de diferente densidad, y la extinci�n, que es el grado en que disminuye la luz al ir penetrando en el medio marino.
El agua de los oc�anos se encuentra formando capas horizontales que tienen propiedades �pticas muy semejantes, por lo que la cantidad de luz que penetra depende de la que incide y de la que se refleja, siendo las caracter�sticas de la superficie del mar elementos importantes para esta penetraci�n. En mares con espuma producida por una agitaci�n intensa y en los que est�n cubiertos por hielos, la reflexi�n es mayor y, por lo tanto, la penetraci�n de la luz menor.
El �ngulo con el que inciden los rayos sobre el agua cambia durante el d�a: penetra m�s luz al t�rmino de la ma�ana y al inicio de la tarde, en todas las latitudes, debido a que el �ngulo de incidencia se incrementa cuando el Sol pasa del mediod�a.
En el agua del mar el �ndice de refracci�n se modifica de acuerdo con la salinidad y la temperatura, siendo mayor cuando se incrementa la concentraci�n de sales y disminuye la temperatura.
Cuando un rayo de luz solar incide en el agua del mar, parte de sus radiaciones son absorbidas y transformadas en calor, y la otra parte es dispersada por las propias mol�culas del agua, as� como por las part�culas en suspensi�n o por los microorganismos que viven en ella.
La luz solar est� formada por radiaciones de diferente longitud de onda que constituyen el espectro visible, tambi�n llamado arco iris. Estas radiaciones son absorbidas, de manera distinta, por el agua del mar. As�, las radiaciones rojas y anaranjadas del espectro son m�s r�pidamente absorbidas que las verdes, las azules y las violetas. Esto provoca que en aguas profundas el extremo rojo del espectro est� ausente mientras el verde-azul se hace m�s visible.
Este fen�meno est� relacionado con la presencia, en el agua del mar, de compuestos nitrogenados como el amoniaco, los nitratos y las prote�nas, que reducen la penetraci�n de la luz en el agua, es decir su transparencia.
Cuando el agua del mar contiene pocas sustancias en suspensi�n o pocos organismos, las radiaciones azules son las que penetran a mayor profundidad, y pueden llegar a los bordes inferiores de los bancos continentales a 400 metros. En las aguas con turbidez, son las radiaciones verdes y amarillas las que m�s profundamente pueden penetrar, llegando las primeras a 200 metros, y las segundas a 100 metros, mientras que las rojas-anaranjadas y las violetas solamente alcanzan, cuando mucho, los primeros 20 metros.
Las mayores profundidades a las que se ha registrado transparencia es a 700 metros en el Oc�ano Atl�ntico, a 800 metros en el Mar Mediterr�neo y hasta a 950 metros en el Mar Caribe, pero el promedio de la penetraci�n de la luz se ha calculado en 200 metros.
Esta dispersi�n de las radiaciones luminosas es m�s intensa cuanto mayor es su longitud de onda, lo que se traduce, a su vez, en una menor capacidad de penetraci�n en el seno del agua del mar o en una menor transparencia de �sta para aquellas radiaciones. Al absorberse las radiaciones desaparece la zona rojo-anaranjada del espectro solar, y as� se comprende por qu� el agua del mar presenta un tono azul cuando se observa desde arriba.
El color del mar cambia entre el azul oscuro y el verde y llega, incluso, al pardo a lo largo de las costas en los diferentes mares. En el litoral generalmente muestra una coloraci�n verdosa o pardo-amarillenta, por la presencia de mol�culas en suspensi�n. En aguas distantes a esta zona aparece el color azul, ya que existe menor cantidad de part�culas en suspensi�n y microorganismos planct�nicos, por lo que se ha afirmado que el azul es el color de los desiertos del oc�ano abierto. Sin embargo, durante la expedici�n del Kon-Tiki en el Pac�fico, se comprob� la presencia de una numerosa fauna marina en el centro de los grandes oc�anos, por lo que se pueden observar en ellos colores verdes, amarillos y pardos.
Los organismos microsc�picos que presentan coloraciones propias pueden modificar el color del agua del mar, y es as� como las aguas pardas del Golfo de California, llamado Mar Bermejo, y las del Mar Rojo tienen este color debido a la presencia de vegetales microsc�picos llamados algas, o a la de min�sculos animales dinoflagelados que poseen estas coloraciones.
Cuando la cantidad de dinoflagelados coloreados aumenta en el agua del mar, y llegan aun a existir diez millones de individuos por mil�metros c�bico de agua, forman lo que se conoce con el nombre de "marea roja," al transmitirle esta coloraci�n al agua.
La cantidad de materia org�nica que contiene en suspensi�n el agua del mar hace que la intensidad de la luz decrezca en el sentido de su propagaci�n, debido a que es absorbida por estas part�culas; a este fen�meno se le llama coeficiente de absorci�n o de extinci�n de la luz, y es el que proporciona la correspondiente transparencia del mar. Muchos estudios de las propiedades f�sicas del mar lo han medido utilizando un disco blanco, de 30 cent�metros de di�metro, ideado por el italiano Secchi.
El disco de Secchi se sumerge lastrado con un peso que se le cuelga en el centro de la cara inferior, y se observa desde la superficie; luego se anota la profundidad a la que el disco desaparece de la vista, siendo �sta la profundidad aproximada a la que penetran las radiaciones luminosas de acuerdo con la coloraci�n que tenga el mar en el momento. Este m�todo es poco preciso, ya que en la desaparici�n del disco a determinada profundidad intervienen factores como la altura del Sol y la claridad del cielo, entre otros.
Experiencias realizadas en un crucero de investigaci�n que se llev� a cabo utilizando el barco alem�n Deutschland, demostraron que el disco de Secchi se hac�a invisible a 35 metros de profundidad cuando el mar ten�a color azul oscuro; a 27 metros para el color azul; 18 metros para el azul verdoso; 12 metros para el verde azulado y 9 para el verde, y en aguas que presentan una coloraci�n azul intensa, como es el caso de las del Mar de los Sargazos, el disco se ve, en d�as transparentes, hasta profundidades de 66 metros.
Se han dise�ado aparatos que permiten registrar la intensidad de las radiaciones luminosas que penetran en el agua del mar, como las placas pancrom�ticas y las celdas fotoel�ctricas.
Por ejemplo, en el Mar de Azores, durante el mes de junio a las 12 horas del d�a y con cielo despejado, se registraron radiaciones de luz a 1000 metros, perdi�ndose hasta los 1700 metros.
Con estos aparatos se ha podido conocer el coeficiente de extinci�n de la luz en el agua del mar para las diferentes radiaciones del espectro, y se ha comprobado que los rayos azules son los que penetran m�s adentro y que los infrarrojos y los rojos lo hacen menos.
Esto explica el porqu�, cuando se utiliza el visor para ver a poca profundidad, aparecen azulados los colores de los organismos de la flora y la fauna, y los tonos que todav�a se observan tienden a ser violeta. Cuando se llega a profundidades de 20 metros en adelante, los buzos con escafandra se encuentran sumergidos en un mundo en el que el azul es el color dominante y ha desaparecido por completo el rojo.
Sin embargo, si con la ayuda de potentes reflectores se iluminan zonas profundas del mar, se observan en la flora y la fauna submarinas nuevamente sus colores reales, entre los que se encuentran el rojo, el amarillo y el verde; esto genera varias inc�gnitas: �por qu� y para que presentan colores vivos los animales y las plantas en las aguas profundas? y �c�mo los observan otros organismos?
Tomando en cuenta la penetraci�n de la luz en el agua del mar, y los efectos que la turbidez, producida por las sustancias en suspensi�n y los microorganismos, puede tener sobre dicha penetraci�n, el mar ha sido dividido en varias zonas sucesivas: la primera se extiende desde la superficie hasta unos 200 metros de profundidad y recibe el nombre de zona f�tica, que se subdivide en dos estratos: la zona euf�tica, de los O a los 100 metros aproximadamente, y la zona disf�tica, de los 100 a los 200 metros m�s o menos, pudiendo llegar hasta profundidades de 1 000 metros.
La segunda es la zona af�tica, que comienza a los 200 metros y se extiende hasta los 4 000 metros de profundidad, en donde se encuentran aguas que no reciben ninguna luz, y la �nica que puede existir es la producida por algunos organismos en el fen�meno llamado bioluminiscencia.
Por debajo de la zona af�tica se localiza una tercera zona, la abisal, que abarca las m�ximas profundidades de los oc�anos y presenta las mismas caracter�sticas que la af�tica.
El color y la transparencia del agua del mar pueden ser cambiados por la acumulaci�n de detritus: peque�as part�culas terr�genas procedentes de los cauces fluviales que despu�s de las grandes lluvias en las zonas costeras, llegan al mar y entonces el agua toma una coloraci�n parda diferente a la que generalmente presenta en las costas.
En el mar, la luz representa un elemento indispensable para la vida porque de ella proviene la energ�a que utilizan los seres vivos. Tambi�n interviene en otras de sus funciones, como la visi�n: los animales presentan diferentes �rganos fotorreceptores, por ejemplo los ojos simples de las estrellas de mar o los complejos de los pulpos y de los peces; asimismo determina la fotoperiodicidad, es decir, la duraci�n de los periodos de luz y oscuridad a que est� sometido un organismo y en los cuales realiza sus diferentes funciones, como en ciertas especies de peces en que establece la �poca de reproducci�n la intensidad de la luz.
Por lo anterior, es importante entender los cambios peri�dicos, estacionales y regionales de la luz en el mar, para comprender c�mo se distribuyen los organismos y cu�l es su abundancia, ambas cosas de importancia para la subsistencia del hombre.
El conocimiento de las propiedades �pticas del agua del mar ha permitido construir c�maras de fotograf�a, cinematograf�a y televisi�n submarinas. El empleo de estos aparatos es posible cuando el agua es lo suficientemente transparente para permitir la visi�n de los objetos a cierta distancia, o cuando se utiliza iluminaci�n artificial.
Todo lo anterior ha llevado, en los �ltimos a�os, a obtener un significativo progreso en el estudio del comportamiento de la luz en los oc�anos.
