VI. LAS MASAS DE AGUA. CONVERGENCIA Y DIVERGENCIA
LA EXPERIENCIA ha demostrado que la temperatura y la salinidad del agua del mar guardan entre s� una relaci�n que caracteriza a ciertos vol�menes de agua localizados a diferentes profundidades en un punto geogr�fico determinado, y a los que se les denomina masas de agua, como las que se encuentran en el Mediterr�neo y en el Ant�rtico.
El oc�ano est� formado por un conjunto de masas de agua de caracter�sticas fisicoqu�micas diferentes y que corresponden a lo que los meteor�logos llaman masas de aire; sin embargo presentan movimientos m�s regulares que estas �ltimas e influyen en una gran variedad de procesos oce�nicos, en especial, en la producci�n y modificaci�n de las corrientes.
En general, las masas de agua se distinguen unas de otras por su temperatura y su salinidad y se pueden representar por una curva que se construye con los puntos que describe gr�ficamente la relaci�n que guardan entre s� estas dos caracter�sticas del agua del mar, en un volumen determinado.
La manera de representar esta relaci�n entre la temperatura y la salinidad —diagrama temperatura-salinidad— es trazando una curva —curva de temperatura-salinidad— en los ejes de coordenadas, en la que las temperaturas se colocan en las ordenadas y las salinidades en las abscisas. En esta curva quedan representadas las caracter�sticas de una masa de agua en particular; es com�n que para 0.1 por mil de salinidad, corresponda 1°C de temperatura.
Estas dos caracter�sticas se deben tomar en cuenta para determinar los caracteres diferenciales de las masas de agua. No es suficiente s�lo una de ellas, ya que las otras propiedades del agua del mar, como la densidad, son el resultado de esta relaci�n, y para obtener el valor de la densidad se tiene que partir de medir la temperatura en relaci�n con la salinidad.
El ocean�grafo noruego Hellan Hansen propuso hacer uso de la relaci�n entre la salinidad y la temperatura para caracterizar una masa de agua, ya que, por ejemplo, pueden existir dos masas iguales en densidad, pero que var�en en temperatura y salinidad. Seg�n Hansen, una masa de agua queda perfectamente definida por el diagrama de temperatura-salinidad.
Cuando en estas masas de agua la relaci�n entre la temperatura y la salinidad es uniforme, se dice que se est� en presencia de una masa de agua tipo. Esto se observa excepcionalmente en el oc�ano y s�lo se localiza en algunas cuencas donde el agua es homog�nea desde la superficie hasta el fondo, o tambi�n en profundidades relativamente grandes.
En general, las masas de agua no son homog�neas y presentan cierta mezcla; sin embargo, est�n definidas por un contorno que se denomina playa. Cada masa de agua quedar� definida por su playa y los puntos en donde se entrecruzan dos playas, indican que existe mezcla entre diversas masas de agua.
El estudio de las diferentes masas de agua y, por lo tanto, de la determinaci�n de la densidad producida por la relaci�n temperatura-salinidad, es una de las operaciones de gran importancia para la oceanograf�a f�sica, debido a que crea los conocimientos para entender toda la din�mica del oc�ano y proporciona las bases para establecer la s�ntesis sobre los movimientos del agua del mar.
De una manera general, la interpretaci�n y utilizaci�n de los resultados obtenidos despu�s de determinar la temperatura, la salinidad y de calcular la densidad, es una operaci�n larga y relativamente complicada: se tiene que recordar que la temperatura del agua del mar var�a en las capas superficiales influidas por las estaciones del a�o; la temperatura m�xima se presenta a fines del verano y la m�nima a principio de la primavera. Tambi�n var�a esta temperatura de acuerdo con las profundidades: si, por ejemplo, en la superficie se registran l0°C, a 100 metros de profundidad se presentar�n solamente 4°C, suponiendo que ning�n movimiento vertical haya venido a perturbar la estratificaci�n de las aguas.
Adem�s de estas variaciones anuales y de profundidad, la temperatura del agua del mar est� afectada por una variaci�n diurna, sensible �nicamente muy cerca de la superficie. Las variaciones diurnas tienen mayor significado en el ecuador y disminuyen a medida que aumenta la latitud.
En lo concerniente a la salinidad, el valor de �sta var�a de una manera uniforme a lo largo de los meridianos en tres de los grandes oc�anos del globo: Pac�fico, Atl�ntico e �ndico. Existe un m�nimo en el ecuador y dos m�ximos, uno a 25° de latitud norte y otro a 30° de latitud sur.
Con base en las variaciones de la temperatura y la salinidad, en un corte vertical, la distribuci�n de las densidades del agua oce�nica suele presentarse estable, es decir que las aguas ligeras se localizan sobre las m�s pesadas que ellas; cuando se encuentran diferentes densidades a lo largo de una masa de agua horizontal se debe a la existencia de corrientes de la zona.
En la superficie del agua del mar es donde se presentan los cambios de densidad, que puede disminuir por la elevaci�n de la temperatura, las precipitaciones, la fusi�n de los hielos y el aporte de las aguas fluviales que llegan desde los continentes; en cambio, la pueden aumentar el descenso de la temperatura, la evaporaci�n y la congelaci�n.
Las caracter�sticas que tienen las masas de agua, y en especial su temperatura
y salinidad, son adquiridas mientras la masa de agua se encuentra en la superficie
sometida a la acci�n de los procesos que afectan estas propiedades, y es por
esto que se les califica como agua reciente, a la vez que se considere a las
de los grandes fondos marinos como aguas antiguas. Por medio de la utilizaci�n
de is�topos radiactivos, se ha logrado calcular la edad de las aguas fr�as del
fondo del Atl�ntico, y se estima que tienen 400 a�os, mientras que las del Pac�fico
tienen 1 500 a�os.
CUADRO 1. Relaci�n de la salinidad y la temperatura de las masas
de agua superficiales del oc�ano.
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| MASAS DE AGUA |
SALINIDAD 0/00 |
TEMPERATURA °C |
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| Agua antártica |
33.80 - 34.76 |
2.0 - 6.1 |
| Agua subantártica |
33.70 - 34.80 |
5.0 - 10.0 |
| Agua atlántica sur |
34.57 - 35.70 |
7.5 - 18.0 |
| Agua atlántica norte |
35.03 - 36.20 |
7.5 - 18.0 |
| Agua mediterránea |
35.00 - 36.50 |
4.0 - 12.0 |
| Agua índica |
34.50 - 35.71 |
7.7 - 16.0 |
| Agua pacífica sur |
34.47 - 35.64 |
6.2 - 17.0 |
| Agua pacífica norte | 34.02 - 34.74 |
9.0 - 17.05 |
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Cuando el agua abandona la superficie al hundirse y distribuirse seg�n su necesidad, se modifican sus propiedades adquiridas al mezclarse con las caracter�sticas de otras masas de agua. Por lo tanto, los procesos que se llevan a cabo en la superficie, as� como las mezclas que se hacen en las profundidades, son las causas que dan lugar a la formaci�n de masas de agua, y esta formaci�n depende, principalmente, de las condiciones clim�ticas y las caracter�sticas geogr�ficas del �rea en que se encuentra, la topograf�a del fondo y las corrientes que hay en la zona.
Cabe entonces considerar que toda masa de agua tiene su origen en el agua que estuvo alguna vez en la superficie y que se ha formado de la mezcla de tipos de agua que se est�n renovando continuamente, porque de lo contrario se llegar�a a la obtenci�n de un solo volumen de agua uniforme.
Entre dos masas de agua pr�ximas se encuentran los llamados estratos de transici�n, que presentan caracter�sticas combinadas de las masas de agua adyacentes.
Las masas de agua de una regi�n determinada se van caracterizando, seg�n los procesos que los originaron, de acuerdo con su situaci�n geogr�fica, el grado de aislamiento de esa regi�n respecto de las que son adyacentes y el movimiento de las aguas que permiten su mezcla.
Si en una zona determinada se hace un perfil vertical del oc�ano, se pueden distinguir cinco tipos principales de masas de agua, aunque no siempre se encuentran los cinco presentes: masa de agua superficial, superior, intermedia, profunda y por �ltimo una masa de agua de fondo; que adem�s reciben nombres particulares seg�n el oc�ano y regi�n de �ste en donde se localizan.
El agua superficial se encuentra, en general, como una capa de 150 metros de espesor, muy influida por los procesos externos y las corrientes; y por lo tanto, sus caracter�sticas var�an seg�n la regi�n y la �poca del a�o, principalmente en las latitudes medianas.
Se considera que el agua superior est� localizada entre los 150 y 700 metros de profundidad, separada de la anterior por una zona bien delimitada de temperatura (la llamada termoclina), y se origina del hundimiento del agua superficial, en movimientos llamados de convergencia.
El agua intermedia resulta tambi�n del agua superficial que se hunde por una convergencia, o de la que se ha formado como agua profunda en una cuenca y derramado por fuera de ella; se encuentra entre los 700 y los 1500 metros de profundidad.
El agua profunda es la que generalmente est� entre los 1 500 y los 3 000 metros y proviene de las altas latitudes por hundimientos de las masas que se localizan a menos profundidad.
La formaci�n de las aguas de fondo se lleva a cabo por el hundimiento del agua superficial de alta salinidad que al enfriarse intensamente aumenta su salinidad y se desplaza alcanzando las grandes profundidades del oc�ano.
Estos tipos de masas de agua de los oc�anos se presentan distintos en uno y otro hemisferio debido, principalmente, a la forma diferente en que se distribuyen los continentes y los mares, lo que constituye la base para la formaci�n de las corrientes.
La masa de agua superficial se encuentra en constante cambio en los tres oc�anos a causa, principalmente, de la temperatura que, como ya se vio, al modificarse produce cambios en. la densidad y, por lo tanto, en la salinidad.
Cuando las masas de agua superior se extienden hasta los 40° de latitud se les domina masas de agua centrales superiores y presentan una distribuci�n semejante en los oc�anos del hemisferio Sur; pero no sucede as� en el hemisferio Norte donde la del Oc�ano Pac�fico difiere de la del Oc�ano Atl�ntico en cuanto a su relaci�n temperatura-salinidad, siendo en el Atl�ntico la temperatura m�nima en 2�C menor que en el Pac�fico, mientras que la salinidad presenta 2° de m�s.
Por otro lado, tambi�n se tiene que hacer notar que las aguas centrales del Atl�ntico Sur y del Atl�ntico Norte est�n separadas por una regi�n de transici�n que se extiende a los l0° de latitud norte; mientras que entre las correspondientes del Pac�fico; se presenta una masa de agua ecuatorial de mayor extensi�n vertical que las aguas centrales, lo cual tambi�n se encuentra en el Oc�ano �ndico.
En el hemisferio Sur, entre las masas de agua centrales y la convergencia ant�rtica, el agua superior est� representada por la llamada agua subant�rtica con caracter�sticas diferentes en todos los oc�anos.
En el hemisferio Norte, donde la convergencia �rtica se presenta s�lo en las partes occidentales de los oc�anos, el agua sub�rtica est� confinada a una zona peque�a en el Atl�ntico Noroccidental, pero se extiende mucho en el Pac�fico.
Debajo de las aguas superiores del Atl�ntico y el Pac�fico se localiza el agua intermedia �rtica, y en las latitudes bajas y medias de todos los oc�anos est� el agua intermedia ant�rtica, que se extiende hasta los l0° norte en el �ndico y el Pac�fico y hasta los 20° norte en el Atl�ntico.
La masa de agua intermedia s�lo cambia en los oc�anos Atl�ntico e �ndico con los aportes de agua que proceden del Mar Mediterr�neo y los que vienen del Mar Rojo, dando lugar a la formaci�n de agua intermedia mediterr�nea y agua intermedia del Mar Rojo.
La masa de agua profunda es m�s estable y est� presente en todos los oc�anos; solamente sufre modificaciones en sus caracter�sticas al mezclarse con aguas intermedias en las altas latitudes del Atl�ntico Norte.
Por �ltimo, las masas de agua de fondo tambi�n son uniformes en los tres oc�anos, solamente junto al Continente Ant�rtico, en especial en el Mar de Weddell y en la zona que colinda con el Oc�ano �ndico, se modifica, por mezcla tambi�n con aguas intermedias.
Las masas de agua se encuentran en constante movimiento y en ciertas partes del oc�ano se produce el hundimiento de grandes cantidades de agua de la masa superficial; las que se localizan a menor latitud se hunden hasta formar masas de agua superior, y las que se ubican a mayor latitud lo hacen para formar masas de agua intermedia; a esta serie de fen�menos se le llama convergencia.
Dentro de los movimientos de convergencia que se presentan en los oc�anos, uno de los m�s notorios es el ant�rtico, que rodea al planeta entre los 50° y 60° de latitud austral.
La convergencia �rtica se localiza al noreste del Jap�n en el Pac�fico y de Terranova en el Atl�ntico. Esta �ltima est� poco desarrollada y proporciona el agua para que se forme la masa de agua intermedia �rtica.
Las convergencias subtropicales se presentan poco definidas y se extienden entre las latitudes de los 35° y los 40° de ambos hemisferios y de ellas resultan las aguas centrales.
En las convergencias tropicales, localizadas en las latitudes bajas, las aguas que se hunden s�lo llegan a poca profundidad.
El agua que se dirige hacia zonas m�s profundas durante las convergencias generalmente
regresa a la superficie, y cu�ndo esto sucede se presentan las llamadas divergencias,
o tambi�n surgencias, que pueden encontrarse a lo largo del per�metro
del Continente Ant�rtico y en ciertos lugares frente a las costas occidentales
de los continentes.
Figura 10. Movimientos de convergencia y divergencia del oc�ano.
En estas zonas situadas frente al continente la acci�n de los vientos que soplan paralelamente a la costa es determinante para que se presenten los movimientos de divergencia, encontr�ndose las regiones de surgencia m�s importantes del planeta frente a las costas de California, Per�, Marruecos, �frica Sudoccidental y Australia Occidental.
Tambi�n se producen estas surgencias cuando sopla el monz�n del sudoeste frente a las costas de Somalia y Arabia, y cuando el viento del noreste sopla en el Golfo de Om�n y la Bah�a de Bengala. Al sur del ecuador y al norte de la contracorriente ecuatorial existen tambi�n dos divergencias bien desarrolladas.
En estas zonas de surgencia se logra alta producci�n pesquera, como es el caso de la de Per�, en donde se ha llegado a capturar hasta 12 millones de toneladas de anchoveta.
El estudio de las masas de agua de los oc�anos reviste gran inter�s para la oceanograf�a f�sica y para el aprovechamiento de los oc�anos. Es por lo tanto, una especialidad apasionante y requiere de conocimientos f�sicos fundamentales para poder comprender toda la problem�tica del movimiento del agua el oc�ano.
