II. EL AGUA EN NUESTRO PLANETA

II.1 �DE CU�NTA AGUA ESTAMOS HABLANDO?

DESDE el espacio sideral a 160 000 km, nuestro planeta destaca en el fondo negro del vac�o como una esfera azul, cruzada por las manchas blancas de las nubes. Tres cuartas partes de su superficie la cubren los mares y los oc�anos, y de las tierras emergidas una d�cima parte la cubren los glaciares y las nieves perpetuas.

El agua conforma todo el paisaje del planeta: aparente en r�os, lagos, mares, nubes y hielos; sutil en la humedad superficial; notada s�lo en el roc�o de la madrugada; oculta dentro de la corteza terrestre misma en donde hay una gran cantidad, hasta cinco kil�metros de profundidad. En esta secci�n daremos una idea de la magnitud de los recursos acu�ticos.

El volumen de agua en nuestro planeta se estima en unos 1 460 millones de kil�metros c�bicos. Un kil�metro c�bico es un volumen muy grande: mil millones de metros c�bicos, es decir aproximadamente toda el agua que llega a la ciudad de M�xico durante nueve horas; as� que, si pudiese bombearse toda el agua de la Tierra por nuestra ciudad tendr�an que pasar un mill�n quinientos mil a�os.

Noventa y cuatro por ciento del volumen total del agua existente en la Tierra est� en los mares y oc�anos, cuatro por ciento dentro de la corteza terrestre, hasta una profundidad de 5 km. El resto en los glaciares y nieves eternas y en lagos, humedad superficial, vapor atmosf�rico y r�os.

Figura 14. La presencia del agua realza la belleza del paisaje.

En cantidades absolutas, sin embargo, las cifras son enormes. En la tabla se resumen �stas:

En los océanos y los mares	1 370 000 000	km 3
En la corteza terrestre	60 000 000	"
En los glaciares y nieves perpetuas	29 170 000	"
En los lagos	750 000	"
En la humedad del suelo	65 000	"
En el vapor atmosférico	14 000	"
En los ríos	1 000	"
TOTAL	1 460 000 000	km 3

Por supuesto estas cifras s�lo tienen el prop�sito de dar una idea de la magnitud del recurso. De hecho, los cient�ficos que las han estudiado consideran que sus c�lculos f�cilmente tienen un error de 10 a 15% o m�s. Ello se debe principalmente a que las aguas est�n en continuo movimiento: se evaporan, se condensan, se filtran por la tierra o son arrastradas por los r�os al mar, los hielos de los polos se rompen, migran y se funden...

Por ejemplo, refiri�ndonos tan s�lo a la evaporaci�n, únicamente de los oc�anos anualmente se van a la atm�sfera 449 000 km³ (que si pasaran en forma de agua l�quida a trav�s del suministro a la ciudad de M�xico tardar�an en hacerlo 461 a�os con 4 meses y unos cuantos d�as).

�De d�nde sali� tanta agua?

La Tierra se form� hace unos 5 000 millones de a�os por la conglomeraci�n de part�culas s�lidas. La desintegraci�n de las especies radiactivas y la conversi�n en calor de la energ�a cin�tica y potencial del polvo que form� al planeta elev� la temperatura hasta formar un n�cleo l�quido de metales que se enfri� liberando gases vol�tiles que formaron una atm�sfera de agua, gases de carb�n y de azufre y hal�genos (fl�or, cloro, bromo y iodo). Se calcula que este proceso tom� 500 millones de a�os.

Cuando la temperatura era de 600 grados cent�grados, casi todos esos compuestos estaban en la atm�sfera, pero al descender por debajo de 100 grados cent�grados, el agua y los gases �cidos se condensaron, reaccionando con la corteza terrestre y formando los primeros oc�anos.

Los mecanismos por los que esto sucedi� son todav�a un gran misterio, aunque se han sugerido dos caminos: un enfriamiento r�pido por el cual el agua y el �cido clorh�drico se condensaron formando oc�anos calientes y �cidos que reaccionaron vivamente con la corteza, o un enfriamiento lento en el que el agua fue atrapada de la atm�sfera por las rocas: en este segundo caso la atm�sfera habr�a sido rica en bi�xido de carbono y no habr�a habido oc�anos, siendo nuestro planeta como ahora es Venus; los oc�anos en este caso se habr�an formado m�s tarde.

En todo caso la presencia de bacterias y posiblemente algas en rocas de hace 3 000 millones de a�os indica que para ese tiempo la temperatura era ya inferior a 100 grados cent�grados y ya se hab�an formado los oc�anos.

Adem�s, es muy probable que los gases �cidos originales hubiesen sido ya neutralizados por las reacciones con los minerales de la corteza y que ya no hubo m�s liberaci�n de ellos, as� que la composici�n de los oc�anos muy probablemente ha sido la misma desde entonces. Los principales compuestos disueltos en el agua de mar se muestran en la siguiente tabla:

Principales constituyentes en un kilogramo de agua de mar
Compuesto	Peso (gramos)		Proporción en el contenido
			total de sales (%)
Cloro	18.980			55.044
Sodio	10.556			30.613
Sulfatos	2.649			7.682
Magnesio	1.272			3.689
Calcio	0.400			1.160
Potasio	0.380			1.102
Bicarbonatos	0.140			0.406
Bromo	0.065			0.189
Acido bórico	0.026			0.075
Estroncio	0.013			0.038
Flúor	0.001			0.003
Agua	965.518			0.000
TOTAL	1 000.000			100.000

El �nico compuesto que faltaba en aquel entonces era el ox�geno, pues este gas no provino del enfriamiento de la corteza. Las primeras cantidades de ox�geno se formaron por la fotodisociaci�n del agua, es decir, por el rompimiento de mol�culas de agua por la acci�n de los rayos ultravioleta del Sol.³ M�s tarde, cuando hubo organismos capaces de efectuar la fotos�ntesis, se enriqueci� la atm�sfera en este compuesto.

El volumen total del agua en el planeta ha permanecido estable desde ese entonces.

El balance local entre tierra y mar es otra cosa: de hecho, en los �ltimos dos y medio millones de a�os los cambios han sido grandes, incluyendo destacadamente varios avances y retrocesos de los glaciares. La principal causa de estos cambios se ha debido al clima. Hasta ahora la climatolog�a ha sido dictada fundamentalmente por las fuerzas naturales, pero la creciente actividad industrial humana caracteriza el r�gimen de balance de agua y calor con una gran inestabilidad. Por ejemplo, las observaciones del nivel promedio del mar en los �ltimos 60 a 80 a�os muestran un incremento promedio anual de 1.2 mil�metros: ello implica que 430 km³ de reservas acu�ticas de la Tierra est�n pasando al mar cada a�o.

Este proceso podr�a verse acelerado por la creciente generaci�n de energ�a y su consecuente descarga de calor a la atm�sfera en la regi�n de tierra, pues podr�an provocarse redistribuciones de precipitaciones pluviales y movimientos de las capas de hielo.

Finalmente, un comentario sobre la composici�n del agua en nuestro planeta. El agua "incolora, inodora e ins�pida" es aquella qu�micamente pura. En la naturaleza no hay tal: justamente por la gran capacidad de disoluci�n de este l�quido.

Su "presentaci�n" en los anaqueles del planeta var�a, desde agua con un enorme contenido de s�lidos (como el agua salada de los mares) hasta otra potable, sin contar la contaminada a la que me referir� m�s adelante.

Y algo sobre la composici�n del agua. El agua de mar tiene en promedio 3.5% de sales disueltas, cuyos extremos se encuentran en el Mar Muerto, que tiene 30%, y en el Golfo de Finlandia que tiene 0.3%. Los hielos que se forman del agua marina tienen un proceso natural de desalaci�n: cuando se forma, puesto que es agua de mar congelada, incorpora el 3.5% de sales, pero para el verano la salinidad baja a 0.4%; y si el hielo subsiste un a�o, su salinidad puede llegar a 0.1%.

Al evaporarse, el agua pierde sus sales, de modo que el agua atmosf�rica es dulce (sin sales). Al precipitarse y fluir por la tierra y los r�os corre como agua dulce, aunque su capacidad de disoluci�n hace que incorpore las sales que encuentra a su paso, as� que puede tornarse muy salada.

La salinidad de un r�o (que var�a grandemente) es, sin embargo, aproximadamente 300 veces menor que la del mar. De cualquier suerte, hay un movimiento natural de agua entre tierra y mares que se llama ciclo hidrol�gico.

II.2. C�MO CIRCULA EL AGUA EN EL PLANETA: LA EVAPORACI�N

El agua en nuestro planeta est� en continua transformaci�n: se evapora, cae en forma de lluvia, se filtra por la tierra y fluye en los caudales de los r�os. A grandes altitudes o en las latitudes altas se halla presente en forma de hielo o nieve y �stos, a su vez, se transforman tambi�n. La ciencia de la hidrolog�a estudia todos estos movimientos y sus observaciones conforman lo que se conoce como el ciclo hidrol�gico. Éste comprende todos los desplazamientos del agua que forman varias trayectorias que alcanzan 15 kil�metros de altitud, en las nubes m�s altas, hasta profundidades de 1 kil�metro, en las infiltraciones m�s profundas.

En el ciclo hidrol�gico est�n presentes muchos fen�menos f�sicos: el agua se evapora de la tierra y los oc�anos; el vapor de agua flota por su baja densidad y es arrastrado por las corrientes de circulaci�n de aire atmosf�rico hasta que finalmente se precipita como lluvia, granizo o nieve. El agua que cae puede ser interceptada y asimilada por las plantas y de ellas ser transpirada y devuelta a la atm�sfera; puede fluir por la tierra hacia corrientes o r�os o filtrarse a dep�sitos subterr�neos o bien llenar las depresiones formando lagos, de donde m�s tarde se evaporar� de nuevo. La figura muestra esquem�ticamente todos estos procesos.

Figura 15. El agua en la naturaleza est� en constante transformaci�n. El ciclo hidrol�gico es la representaci�n de este cambio.

La cantidad de agua comprendida en el ciclo hidrol�gico permanece esencialmente constante, aunque localmente cambia y mucho. El comportamiento del ciclo hidrol�gico lo dicta fundamentalmente el clima y �ste var�a de lugar a lugar y tambi�n en el tiempo. M�s a�n, existen factores locales, como el cambio de vegetaci�n o la ocurrencia de fen�menos geol�gicos (como la actividad de un volc�n) que pueden afectar grandemente al ciclo hidrol�gico. La actividad humana, por su parte, tiene una gran influencia: el crecimiento de las ciudades y la interrupci�n de r�os por presas o sistemas de riego afecta tambi�n el movimiento natural del agua.

El ciclo hidrol�gico evidentemente no tiene principio ni fin puesto que los muchos procesos que lo componen est�n interconectados. As� que, para empezar, cualquier lugar es bueno y podemos hacerlo por el proceso de evaporaci�n, que es el que lleva la humedad de la superficie del planeta a la atm�sfera.

La evaporaci�n es un intercambio de mol�culas entre un l�quido y un gas; el fen�meno inverso se llama condensaci�n. El balance entre la evaporaci�n y la condensaci�n depende de la temperatura del l�quido, de su pureza, de la humedad del aire (es decir de cu�nta agua disuelta hay en �l), del viento y de otros factores.

Para comprender el proceso de evaporaci�n podemos imaginar lo que sucede en el �mbito microsc�pico: en todos los cuerpos las mol�culas se hallan en movimiento continuo, tanto m�s vivo cuanto mayor sea la temperatura del cuerpo. Cuando un l�quido y un gas est�n en contacto a trav�s de una superficie, algunas de las mol�culas del líquido consiguen escapar hacia el gas en tanto que otras de �ste son atrapadas por el l�quido, las mol�culas que consiguen escapar constituyen la evaporaci�n y las que son atrapadas por el l�quido forman la condensaci�n. Fen�menos semejantes suceden entre el hielo y el aire.

Figura 16. Las mol�culas est�n en continuo movimiento; en el gas se hallan m�s libres y su movimiento es m�s agitado, en tanto que en el l�quido experimentan mayores atracciones entre ellas: mientras unas "caen" al l�quido, otras "escapan" al gas, manteniendo el n�mero constante en uno y otro.

En general las atracciones son m�s intensas en el l�quido que en el gas: en �ste las mol�culas se encuentran pr�cticamente libres de manera que las mol�culas del l�quido deben adquirir la energ�a suficiente para pasar de un medio m�s "pegajoso" a otro libre; adem�s, al escapar la mol�cula se lleva consigo la energ�a de movimiento que adquiri�, reduciendo la energ�a total del l�quido.

As� que para que se produzca y mantenga el fen�meno de evaporaci�n es necesario que una fuente externa de calor suministre la energ�a necesaria que ser� menor en la medida que las mol�culas tengan ya de por s� mayor movimiento, es decir, mayor temperatura. La fuente principal de calor para evaporar el agua en la naturaleza es el Sol.

Los procesos de evaporaci�n y condensaci�n compiten entre s� estableciendo un cierto equilibrio, aunque el proceso de evaporaci�n se produce con mayor celeridad y, en general, hay una transferencia neta de mol�culas del l�quido al gas.

La capacidad del aire para recibir m�s de las mol�culas que escapan del l�quido var�a de acuerdo con su saturaci�n de humedad: la evaporaci�n predomina sobre la condensaci�n mientras la humedad relativa del aire es baja y el proceso esencialmente se detiene cuando llega al 100%. Cuando esto ocurre, el n�mero de mol�culas que escapan del l�quido es esencialmente igual al que regresa, y el proceso de evaporaci�n se equilibra con el de condensaci�n

En una situaci�n real, un lago por ejemplo, existen varios fen�menos entrelazados que gobiernan la evaporaci�n del agua. Desde luego, la temperatura del l�quido constituye un factor muy importante, pero la evaporaci�n se ver� afectada por otras causas.

El viento actuar� de varias maneras: al eliminar las mol�culas que acaban de escapar del l�quido impedir� que regresen por condensaci�n y habr� otras que ocupen su lugar. Si el viento es caliente proveer� mayor energ�a para acelerar el proceso de evaporaci�n, pero si es fr�o detendr� el proceso quiz�s hasta invertirlo, favoreciendo la condensaci�n. Este fen�meno se conoce como advecci�n.

Los s�lidos disueltos en el agua tambi�n afectan la evaporaci�n pues introducen atracciones adicionales en el seno del l�quido que hacen que las mol�culas se "peguen" más. Aproximadamente por cada 1% de salinidad en el agua se reduce en 1% la evaporaci�n; as�, el agua marina con 3.5% de sales disueltas se evapora 3% menos que el agua dulce. Otro efecto de la materia disuelta en el agua es que refleja la radiaci�n solar y por consiguiente reduce la cantidad de energ�a transferida a ella. El resultado es una menor evaporaci�n.

El agua no solamente se evapora de las superficies l�quidas libres, como las de lagos y mares. Todo cuerpo h�medo intercambia su contenido de agua con el aire de los alrededores de forma esencialmente id�ntica a la descrita, salvo que existen fuerzas adicionales que modifican este proceso.

En un suelo h�medo, por ejemplo, las mol�culas de agua est�n sometidas, adem�s de a la atracci�n entre s�, a la atracci�n de las mol�culas de la Tierra, lo que reduce la velocidad de evaporaci�n. Adem�s existe menor cantidad de agua en contacto con el aire que en una superficie l�quida, de manera que para mantener una evaporaci�n constante es necesario que de capas m�s profundas de la Tierra salga agua en mayor cantidad que la que haya en el aire que la recibe. Cuando baja mucho el contenido de humedad de la Tierra o sube mucho la del aire la evaporaci�n cesa.

Los primeros cinco cent�metros de la capa de tierra ejercen un control definitivo en el ritmo de la evaporaci�n, pues cuando la tierra est� completamente seca no produce evaporaci�n ya que la superficie act�a como aislante. El subsuelo puede estar completamente h�medo, pero el movimiento vertical del agua no se produce.

La textura del suelo afecta tambi�n la evaporaci�n. Un suelo rugoso induce un movimiento capilar de desplazamiento del agua. Las fuerzas capilares se deben a las fuerzas atractivas que existen entre las mol�culas del agua y las mol�culas de la tierra. Estas fuerzas contrarrestan la fuerza de gravedad y causan un ascenso del agua por los peque�os conductos que forman el suelo rugoso: entre m�s peque�os sean los conductos es menor la masa de agua dentro de ellos y por lo tanto puede ascender m�s f�cilmente. As� que la rugosidad del suelo puede en cierta medida suplir la falta de humedad de las capas superiores para dejar escapar el agua.

El color del suelo modula tambi�n la evaporaci�n, pues de �l depende qu� tanto se reflejan los rayos solares y, en consecuencia, qué tanta energ�a se suministre para el proceso. Los suelos claros reflejan m�s la luz del Sol y tienen menor evaporaci�n que los suelos oscuros.

La presencia de vegetaci�n reduce la evaporaci�n directa del suelo, pues crea una capa aislante, protege el suelo de los rayos solares e impide que el viento arrastre la humedad superficial. En estos suelos el proceso de evaporaci�n del agua superficial se lleva a cabo por medio de las plantas, a trav�s de su transpiraci�n.

Figura 17. El roc�o que aparece en las ma�anas sobre las hojas es una manifestaci�n del proceso de respiraci�n.

La transpiraci�n de las plantas se efect�a a trav�s de las hojas, cuando �stas absorben la radiaci�n solar que necesitan para efectuar la fotos�ntesis. Las hojas se calientan y pierden el agua que contienen en sus espacios intercelulares a trav�s de unas peque�as v�lvulas llamadas estomas. Las estomas son poros formados por dos c�lulas en forma de media luna que aumentan su volumen al fluir agua hacia ellas y, al hacerlo, el poro se abre. Cuando han dejado pasar el agua se contraen y cierran el poro. As� la hoja controla la p�rdida de agua. Al perder agua por evaporaci�n se descompensa el equilibrio en la planta, as� que hay fuerzas capilares semejantes a las que se inducen en los suelos rugosos y de la misma manera se provoca un ascenso del agua, de las ra�ces hacia el tallo, arrastrando nutrientes y as� alimentando a la planta; el exceso se observa en forma de roc�o por las ma�anas.

Figura 18. El agua disuelve los nutrientes que son absorbidos por capilaridad a trav�s de las ra�ces y distribuidos a la planta. Por los estomas se evapora en las hojas, proporcionando la fuerza motriz para arrastrar m�s agua.

II.3. C�MO CIRCULA EL AGUA EN EL PLANETA: EL VAPOR ATMOSF�RICO

Una vez que el agua se ha evaporado se incorpora a la atm�sfera en forma de vapor. Fundamentalmente toda el agua de la atm�sfera se encuentra en esta forma; el l�quido que hay en la precipitaci�n pluvial y en las gotitas de agua de las nubes, o el s�lido de la nieve y el granizo, ocurren temporalmente y en zonas muy localizadas.

La cantidad de agua en la atm�sfera es relativamente peque�a: constituye un cienmil�simo de toda el agua del ciclo hidrol�gico, y si toda ella se precipitara, formar�a una capa de apenas 2.5 cm de espesor en la superficie del planeta.

Sin embargo, a pesar de constituir una parte modesta del ciclo hidrol�gico, el vapor atmosf�rico tiene un papel muy importante, pues lo cierra al precipitarse en forma de lluvia, nieve o granizo y as� contribuye a distribuir el agua en el planeta. Adem�s, las nubes forman una capa que permite pasar la radiaci�n solar que llega a la Tierra, pero impide que la radiaci�n reflejada por la superficie de la Tierra escape de nuevo al espacio. Esto tiene una funci�n reguladora sobre la temperatura de nuestro planeta, que descender�a dr�sticamente si no hubiese vapor atmosf�rico. Entre par�ntesis, por esto los desiertos son muy calientes en el d�a y muy fr�os en la noche.

La cantidad de vapor atmosf�rico depende no s�lo de la evaporaci�n local, sino tambi�n de desplazamientos horizontales de �ste. Entre menor es la temperatura del aire hay menos vapor, y como ésta desciende con la altitud, el contenido de vapor atmosf�rico disminuye a grandes alturas. A m�s de 8 kil�metros de altura ya no hay vapor de agua.

La humedad del aire disminuye con la altitud, as� como la presi�n y la temperatura; es por eso qu� los aviones requieren de equipo especial que conserve tales factores. En la siguiente tabla se muestran algunos valores indicativos.

Altitud en metros		Presión en mm Hg		Temperatura °C		Humedad relativa (%)
8 000		266.9		-37.0		0
6 000		353.8		-24.0		5
5 000		405.1		-17.5		10
4 000		462.3		-11.0		20
3 000		525.8		- 4.5		30
2 000		596.2		2.0		40
1 000		674.1		8.5		60
0		760		15		80*

* Al nivel del mar

Estos datos, por cierto, han sido calculados para distancias medidas verticalmente sobre el nivel del mar. Por supuesto que la temperatura en la ciudad de M�xico no es de 2 grados, pues el suelo por un lado y las nubes, por el otro, regulan la temperatura.

El aire experimenta desplazamientos horizontales y verticales. Los primeros arrastran el vapor y contribuyen a distribuir la humedad en la atm�sfera. Los segundos llevan el vapor de agua a capas m�s altas de la atm�sfera que, por ser m�s fr�as, provocan su condensaci�n. Los vientos son resultado del calentamiento de la atm�sfera por el Sol. Durante el d�a la tierra se calienta y el aire sobre ella asciende, provocando un desplazamiento del aire m�s fr�o del mar hacia tierra, aire que lleva la brisa marina. En la noche el proceso se invierte, acarreando la humedad terrestre al mar. Esto mismo sucede a mayor escala y en "c�mara lenta" con la humedad de las masas continentales: se mueve hacia el mar en la estaci�n fr�a y en sentido inverso en la estaci�n caliente.

Figura 19. La diferencia de temperaturas entre el d�a y la noche invierte el sentido del desplazamiento de la humedad superficial del mar a tierra.

El vapor atmosf�rico es arrastrado por las corrientes de aire, atravesando capas de distinta temperatura. En alg�n momento sufre el proceso de condensaci�n, el proceso inverso a la evaporaci�n. El agua pasa de la fase gaseosa a la fase l�quida, en la cual las mol�culas se agrupan por efecto de su atracci�n. Por efecto de la condensaci�n el agua se desprende de la atm�sfera y finalmente cae a tierra. Si la temperatura del medio es superior a 0�C el vapor se condensa en gotitas de agua l�quida, si es inferior se solidifican formando cristalitos de hielo, conocidos como granizo. En determinadas condiciones, cuando tanto la temperatura como la presi�n es baja y la densidad del vapor es alta, puede suceder otro fen�meno que es el paso directo del vapor a la fase s�lida; el proceso se llama sublimaci�n inversa y da lugar a la formaci�n de copos de nieve.

En su primera formaci�n, las gotitas de agua o los cristalitos de hielo son muy peque�os, de 5 mil�simas a 5 cent�simas de mil�metro. Estas gotitas o cristalitos son tan peque�os que flotan libremente en el aire y forman las nubes. Si la densidad de las gotitas aumenta se conglomeran en gotas m�s grandes, de una a cinco d�cimas de mil�metro, dando lugar a la lluvia.

Las nubes se forman porque el vapor de agua atmosf�rico se enfr�a y pasa de la fase gaseosa a la fase l�quida. La temperatura a la que esto sucede se llama temperatura de roc�o, y depende de la presi�n atmosf�rica y la densidad del vapor.

En algunas condiciones, particularmente cuando no hay gotitas de agua en el aire, la temperatura puede descender por debajo de la temperatura de roc�o sin producirse el fen�meno de la condensaci�n, dando lugar a la llamada atm�sfera supersaturada. �sta es muy inestable y a la menor perturbaci�n varias mol�culas de agua se agruparán y formarán una gota, que se llama n�cleo de condensaci�n. Puede tambi�n suceder que haya part�culas s�lidas flotando que atraigan a las mol�culas de agua y act�en como n�cleos de condensaci�n. La sal es un excelente n�cleo de condensaci�n pues tiene gran atracci�n para el agua, de manera que cerca de los suelos fr�os o en el mar, donde hay un alto contenido de sal en la atm�sfera, es relativamente frecuente que esto que describimos suceda: es el fen�meno de la niebla.

Cuando cae la lluvia puede pasar una de cuatro cosas: 1) volver a evaporarse al caer o poco despu�s de hacerlo; 2) ser interceptada por la vegetaci�n y m�s tarde evaporarse por las hojas; 3) infiltrarse y pasar a formar parte de la humedad del subsuelo o de capas m�s profundas y 4) incorporarse al flujo de un caudal que la lleve a los lagos o al mar.

Las grandes manchas urbanas provocan principalmente el primer fen�meno, la reevaporaci�n, pues las superficies pavimentadas o construidas son impermeables y no pueden retener el agua que reciben. El alcantarillado, por su parte, conduce al exceso de agua por lo general lejos de las ciudades. As� se provoca una seria interferencia local con el ciclo hidrol�gico. La �nica salvedad se da en los parques, donde penetra una poca de agua al subsuelo, tanta menor es ésta cuanto m�s peque�a sea la relación entre �reas verdes y áreas construidas.

Es por eso que en la actualidad el gobierno de la ciudad de M�xico est� perforando pozos de absorci�n de aguas pluviales, en el esfuerzo por volver a llenar los mantos subterr�neos y contrarrestar la seria perturbaci�n al ecosistema del valle.

Figura 20. Las �reas verdes, adem�s de servir de esparcimiento, permiten la absorci�n de la lluvia.

Cuando el agua penetra al subsuelo es gradualmente conducida a capas m�s profundas y puede penetrar a trav�s de los mantos rocosos subterr�neos pasando a trav�s de sus peque�as hendiduras por el fen�meno conocido como percolaci�n. De esta manera, el agua adquiere parte de las sales del suelo que se disuelven en ella. La infiltraci�n depende de las caracter�sticas del suelo: en ausencia de vegetaci�n la tierra puede compactarse por el impacto de las gotas de lluvia y formarse una capa impermeable que impida que el agua penetre a zonas m�s profundas. Esto es particularmente notable en terrenos arcillosos. Por el contrario, no sucede en terrenos areniscos que son m�s dif�ciles de compactar. A la velocidad con la que el agua penetra un suelo se le llama ritmo de infiltraci�n y la m�xima velocidad a la que sucede es la capacidad de infiltraci�n.

La vegetaci�n aumenta el ritmo de infiltraci�n, pues por una parte protege el suelo de la evaporaci�n y por otra las ra�ces conducen el agua a capas m�s profundas del subsuelo de donde puede empezar a percolarse.

Cuando la tierra est� seca, las fuerzas capilares que dependen de las atracciones entre las mol�culas de agua y las de los poros de la tierra, act�an para acelerar el proceso de infiltraci�n, m�s que la propia gravedad.

Figura 21. El agua de lluvia penetra el interior del suelo primeramente por la acci�n de su propio peso, pero las fuerzas capilares act�an tambi�n: cuando el suelo est� h�medo aceleran la infiltraci�n, pero cuando est� seco la llevan a ascender y escapar.

Figura 22. Nuestro pa�s no tiene grandes extensiones de lagos y lagunas; la figura muestra los principales.

Figura 23. Los principales r�os de M�xico.

Figura 24. Grabado de 1886 que muestra la entrada a las grutas de Cacahuamilpa. Al fondo puede apreciarse un r�o subterr�neo

El fen�meno que dicta la absorci�n del agua cuando empieza a caer la lluvia es el de la infiltraci�n pero, a medida que la precipitación continúa, la tierra se satura y el agua empieza a llenar las cavidades hasta que comienzan a formarse corrientes que la arrastran siguiendo la pendiente del suelo. Esto forma una parte muy importante del ciclo hidrol�gico y constituye el drenaje natural de las cuencas. En valles naturalmente cerrados como el de M�xico la cuenca no puede drenar y se forman grandes dep�sitos en lagos. Cuando la actividad humana interfiere con estas funciones se pueden provocar inundaciones que, como veremos m�s adelante, llegan a alcanzar efectos devastadores.

El agua que penetra por percolaci�n en las capas m�s profundas forma mantos subterr�neos, algunos de los cuales quedan atrapados por rocas superiores y est�n sometidos a grandes presiones. Los mantos subterr�neos pueden en alg�n momento llegar a una depresi�n superficial y el agua aflorar. También puede no hacerlo y quedar bajo tierra, formando los llamados mantos f�siles.

El agua subterr�nea es mucho m�s dif�cil de observar y medir que la superficial, de manera que los cient�ficos han tenido que idear m�todos refinados para determinar su movimiento. Un m�todo muy estudiado consiste en medir las relaciones de los is�topos de los �tomos constituyentes del agua, el hidr�geno y el ox�geno. Los is�topos son variedades de un �tomo que son qu�micamente id�nticas pero difieren en su composici�n nuclear. En la naturaleza hay is�topos m�s abundantes que otros, y sus proporciones son bien conocidas, de manera que cualquier desviaci�n de las proporciones naturales puede servir de "marca" para identificar el agua, y relacionarla con su origen.

En su fase s�lida, hielo o nieve, el agua recorre el ciclo hidrol�gico de manera semejante al agua l�quida. Lo equivalente a los r�os, para el hielo, son los glaciares, masas de hielo en movimiento que cubren las tierras emergidas. Los glaciares se originan en la llamada l�nea de las nieves, que es el l�mite inferior de la zona en donde hay nieve todo el a�o. Este l�mite var�a con la latitud, desde el nivel del mar en los polos hasta una altitud de 5 000 metros en el ecuador. En todos los continentes, excepto en Australia, hay glaciares; en los polos son un elemento normal del paisaje, pero a medida que nos acercamos al ecuador son m�s infrecuentes, pues solamente se les localiza en las monta�as m�s altas.

Figura 25. El Matterhorn, en los Alpes suizos, muestra los efectos caracter�sticos de la erosi�n glaciar. La forma puntiada de su cima se debe a la erosi�n de los glaciares.