VI. LAS MASAS DE AGUA. CONVERGENCIA Y DIVERGENCIA
LA EXPERIENCIA ha demostrado que la temperatura y la salinidad del agua del mar guardan entre sí una relación que caracteriza a ciertos volúmenes de agua localizados a diferentes profundidades en un punto geográfico determinado, y a los que se les denomina masas de agua, como las que se encuentran en el Mediterráneo y en el Antártico.
El océano está formado por un conjunto de masas de agua de características fisicoquímicas diferentes y que corresponden a lo que los meteorólogos llaman masas de aire; sin embargo presentan movimientos más regulares que estas últimas e influyen en una gran variedad de procesos oceánicos, en especial, en la producción y modificación 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 gráficamente la relación que guardan entre sí estas dos características del agua del mar, en un volumen determinado.
La manera de representar esta relación 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 características de una masa de agua en particular; es común que para 0.1 por mil de salinidad, corresponda 1°C de temperatura.
Estas dos características se deben tomar en cuenta para determinar los caracteres diferenciales de las masas de agua. No es suficiente sólo una de ellas, ya que las otras propiedades del agua del mar, como la densidad, son el resultado de esta relación, y para obtener el valor de la densidad se tiene que partir de medir la temperatura en relación con la salinidad.
El oceanógrafo noruego Hellan Hansen propuso hacer uso de la relación 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 varíen en temperatura y salinidad. Según Hansen, una masa de agua queda perfectamente definida por el diagrama de temperatura-salinidad.
Cuando en estas masas de agua la relación entre la temperatura y la salinidad es uniforme, se dice que se está en presencia de una masa de agua tipo. Esto se observa excepcionalmente en el océano y sólo se localiza en algunas cuencas donde el agua es homogénea desde la superficie hasta el fondo, o también en profundidades relativamente grandes.
En general, las masas de agua no son homogéneas y presentan cierta mezcla; sin embargo, están definidas por un contorno que se denomina playa. Cada masa de agua quedará 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 determinación de la densidad producida por la relación temperatura-salinidad, es una de las operaciones de gran importancia para la oceanografía física, debido a que crea los conocimientos para entender toda la dinámica del océano y proporciona las bases para establecer la síntesis sobre los movimientos del agua del mar.
De una manera general, la interpretación y utilización de los resultados obtenidos después de determinar la temperatura, la salinidad y de calcular la densidad, es una operación larga y relativamente complicada: se tiene que recordar que la temperatura del agua del mar varía en las capas superficiales influidas por las estaciones del año; la temperatura máxima se presenta a fines del verano y la mínima a principio de la primavera. También varía esta temperatura de acuerdo con las profundidades: si, por ejemplo, en la superficie se registran l0°C, a 100 metros de profundidad se presentarán solamente 4°C, suponiendo que ningún movimiento vertical haya venido a perturbar la estratificación de las aguas.
Además de estas variaciones anuales y de profundidad, la temperatura del agua del mar está afectada por una variación diurna, sensible únicamente 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 ésta varía de una manera uniforme a lo largo de los meridianos en tres de los grandes océanos del globo: Pacífico, Atlántico e Índico. Existe un mínimo en el ecuador y dos máximos, 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 distribución de las densidades del agua oceánica suele presentarse estable, es decir que las aguas ligeras se localizan sobre las más 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 elevación de la temperatura, las precipitaciones, la fusión 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 evaporación y la congelación.
Las características 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 acción 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 utilización
de isótopos radiactivos, se ha logrado calcular la edad de las aguas frías del
fondo del Atlántico, y se estima que tienen 400 años, mientras que las del Pacífico
tienen 1 500 años.
CUADRO 1. Relación de la salinidad y la temperatura de las masas
de agua superficiales del océano.
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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 según su necesidad, se modifican sus propiedades adquiridas al mezclarse con las características de otras masas de agua. Por lo tanto, los procesos que se llevan a cabo en la superficie, así como las mezclas que se hacen en las profundidades, son las causas que dan lugar a la formación de masas de agua, y esta formación depende, principalmente, de las condiciones climáticas y las características geográficas del área en que se encuentra, la topografía 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 están renovando continuamente, porque de lo contrario se llegaría a la obtención de un solo volumen de agua uniforme.
Entre dos masas de agua próximas se encuentran los llamados estratos de transición, que presentan características combinadas de las masas de agua adyacentes.
Las masas de agua de una región determinada se van caracterizando, según los procesos que los originaron, de acuerdo con su situación geográfica, el grado de aislamiento de esa región 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 océano, 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 último una masa de agua de fondo; que además reciben nombres particulares según el océano y región de éste 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 características varían según la región y la época del año, principalmente en las latitudes medianas.
Se considera que el agua superior está 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 también 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 está 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 formación 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 océano.
Estos tipos de masas de agua de los océanos 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 formación de las corrientes.
La masa de agua superficial se encuentra en constante cambio en los tres océanos 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 distribución semejante en los océanos del hemisferio Sur; pero no sucede así en el hemisferio Norte donde la del Océano Pacífico difiere de la del Océano Atlántico en cuanto a su relación temperatura-salinidad, siendo en el Atlántico la temperatura mínima en 2ºC menor que en el Pacífico, mientras que la salinidad presenta 2° de más.
Por otro lado, también se tiene que hacer notar que las aguas centrales del Atlántico Sur y del Atlántico Norte están separadas por una región de transición que se extiende a los l0° de latitud norte; mientras que entre las correspondientes del Pacífico; se presenta una masa de agua ecuatorial de mayor extensión vertical que las aguas centrales, lo cual también se encuentra en el Océano Índico.
En el hemisferio Sur, entre las masas de agua centrales y la convergencia antártica, el agua superior está representada por la llamada agua subantártica con características diferentes en todos los océanos.
En el hemisferio Norte, donde la convergencia ártica se presenta sólo en las partes occidentales de los océanos, el agua subártica está confinada a una zona pequeña en el Atlántico Noroccidental, pero se extiende mucho en el Pacífico.
Debajo de las aguas superiores del Atlántico y el Pacífico se localiza el agua intermedia ártica, y en las latitudes bajas y medias de todos los océanos está el agua intermedia antártica, que se extiende hasta los l0° norte en el Índico y el Pacífico y hasta los 20° norte en el Atlántico.
La masa de agua intermedia sólo cambia en los océanos Atlántico e Índico con los aportes de agua que proceden del Mar Mediterráneo y los que vienen del Mar Rojo, dando lugar a la formación de agua intermedia mediterránea y agua intermedia del Mar Rojo.
La masa de agua profunda es más estable y está presente en todos los océanos; solamente sufre modificaciones en sus características al mezclarse con aguas intermedias en las altas latitudes del Atlántico Norte.
Por último, las masas de agua de fondo también son uniformes en los tres océanos, solamente junto al Continente Antártico, en especial en el Mar de Weddell y en la zona que colinda con el Océano Índico, se modifica, por mezcla también con aguas intermedias.
Las masas de agua se encuentran en constante movimiento y en ciertas partes del océano 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 fenómenos se le llama convergencia.
Dentro de los movimientos de convergencia que se presentan en los océanos, uno de los más notorios es el antártico, que rodea al planeta entre los 50° y 60° de latitud austral.
La convergencia ártica se localiza al noreste del Japón en el Pacífico y de Terranova en el Atlántico. Esta última está poco desarrollada y proporciona el agua para que se forme la masa de agua intermedia ártica.
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 sólo llegan a poca profundidad.
El agua que se dirige hacia zonas más profundas durante las convergencias generalmente
regresa a la superficie, y cuándo esto sucede se presentan las llamadas divergencias,
o también surgencias, que pueden encontrarse a lo largo del perímetro
del Continente Antártico y en ciertos lugares frente a las costas occidentales
de los continentes.
Figura 10. Movimientos de convergencia y divergencia del océano.
En estas zonas situadas frente al continente la acción de los vientos que soplan paralelamente a la costa es determinante para que se presenten los movimientos de divergencia, encontrándose las regiones de surgencia más importantes del planeta frente a las costas de California, Perú, Marruecos, África Sudoccidental y Australia Occidental.
También se producen estas surgencias cuando sopla el monzón del sudoeste frente a las costas de Somalia y Arabia, y cuando el viento del noreste sopla en el Golfo de Omán y la Bahía de Bengala. Al sur del ecuador y al norte de la contracorriente ecuatorial existen también dos divergencias bien desarrolladas.
En estas zonas de surgencia se logra alta producción pesquera, como es el caso de la de Perú, en donde se ha llegado a capturar hasta 12 millones de toneladas de anchoveta.
El estudio de las masas de agua de los océanos reviste gran interés para la oceanografía física y para el aprovechamiento de los océanos. Es por lo tanto, una especialidad apasionante y requiere de conocimientos físicos fundamentales para poder comprender toda la problemática del movimiento del agua el océano.
