Distribución mundial de los recursos hídricos

La distribución mundial de los recursos hídricos es muy irregular. La mayor parte del agua atmosférica y de la cortical proviene de los océanos (agua salobre). El agua dulce aporta solamente el 2,5 % del total. Debido a que los océanos cubren aproximadamente el 71 % del área de la Tierra, este planeta refleja luz azul.

Algunas ubicaciones de agua en la Tierra.
Distribución volumétrica del agua en la Tierra. Cada cubito (como el que representa al agua biológica) corresponde a ≈1,000 km³ de agua, una masa de ≈1 billón de toneladas (200 000 veces la contenida en la Gran Pirámide de Giza, o cinco veces la del Lago Kariba, supuestamente la obra humana más pesada). Comprendiendo 1 millón de cubitos, el cubo grande mediría ≈1,102 km por lado.[1]

Por ello, desde el exoespacio se ve de este color, y a menudo se le denomina planeta azul o punto azul pálido. Un estimado de 1,5 a 11 veces la cantidad de agua oceánica se podría encontrar a cientos de millas de profundidad en el interior de la Tierra, aunque no en estado líquido.

Razones de la irregularidadEditar

La corteza oceánica es delgada, densa y joven: ninguna de las rocas componentes es anterior a la ruptura de Pangea. Debido a que el agua es mucho más densa que cualquier gas, fluye hacia las «depresiones» formadas como consecuencia de la alta densidad de la corteza oceánica.

En planetas como Venus, carentes de agua, las depresiones forman una vasta planicie sobre la cual emergen plataformas. A causa de baja densidad de las rocas de la corteza continental, éstas contienen grandes cantidades de sales fácilmente erosionables de metales alcalinos y alcalinotérreos.

Durante más de miles de millones de años (origen del agua en la Tierra), la sal se ha acumulado en los océanos como resultado de evaporación que retorna el agua dulce al continente como lluvia y nieve.

ConsecuenciaEditar

En consecuencia, la vasta mayoría del agua de la Tierra es salina o salobre: promedio de salinidad de 35 ‰ (o 3.5 %), ≈34 gramos de sales en 1 kg de agua marina, aunque esto varía ligeramente según la cantidad de escurrimiento procedente del terreno circunstante. En total, el agua oceánica y la de mares marginales, la de agua subterránea salina y la de lagos interiores constituye más de 97 % del agua de la Tierra, aunque los lagos exorreicos almacenan una cantidad globalmente significativa de agua. Raramente se considera al agua subterránea salina, excepto cuando se evalúa la calidad del agua en regiones áridas.

Relación agua salobre/agua dulceEditar

El resto del agua de la Tierra constituye el recurso del agua fresca del planeta. Típicamente, la salinidad de esta agua es de menos de uno por ciento de la correspondiente a los océanos: ≵0,35 ‰. Al agua con salinidad entre este nivel y 1 ‰ se le designa agua marginal, porque es marginal para muchos usos humanos y animales. La relación agua salobre/agua dulce de la Tierra es de aproximadamente 40 a 1.

Distribución del agua dulceEditar

La distribución del agua dulce es también muy dispar. Aunque durante períodos cálidos como los imperantes en el Mesozoico y en el Paleógeno –cuando no existieron glaciares– toda el agua fresca se encontraba en ríos y arroyos, actualmente la mayor parte de esta agua existe en hielo, nieve, agua subterránea y humedad en suelos, y solamente 0,3 % es líquida en la superficie. Del agua dulce superficial, 87 % está contenida en lagos, 11 % en pantanos y sólo 2 % en ríos. También existen pequeñas cantidades de agua en la atmósfera y en seres vivientes. De estas fuentes, únicamente el agua de ríos es generalmente aprovechable.

Distribución en lagosEditar

La mayoría de los lagos se ubica en regiones muy inhóspitas: los de origen glacial de Canadá, el Lago Baikal (en Rusia), el Lago Khövsgöl (en Mongolia) y los Grandes Lagos Africanos. Se exceptúan los Grandes Lagos de Norteamérica, que por volumen contienen 21 % del agua dulce del mundo.[2][3][4]​ Se localizan en una región habitable, densamente poblada. La Cuenca de los Grandes Lagos aloja a 33 millones de habitantes.[5]​ Las ciudades canadienses de Toronto, Hamilton, Ontario, St. Catharines, Niágara, Oshawa, Windsor y Barrie, y las estadounidenses Duluth (Minnesota), Milwaukee, Chicago, Gary, Detroit, Cleveland, Buffalo y Rochester son ribereñas de los Grandes Lagos.

Distribución del agua subterráneaEditar

Aunque el volumen total de agua subterránea es mucho mayor que el fluvial, una gran proporción de ella es salobre. Por lo tanto se le clasifica como agua salina. Así mismo, en regiones áridas hay mucha agua subterránea fósil que en miles de años nunca ha sido renovada. A esto se le debe considerar agua renovable.

Sin embargo, el agua subterránea dulce es muy valiosa, especialmente en países áridos como India. Su distribución es muy similar a la fluvial, pero es más fácil de almacenar en climas cálidos y secos, porque los acuíferos subterráneos están mucho más protegidos contra la evaporación que las presas. En países como Yemen, durante la temporada de lluvias el agua subterránea errática de origen pluvial es la mayor fuente de agua para irrigación.

Puesto que la cuantificación de recarga del agua subterránea es mucho más difícil que la de corrientes superficiales, generalmente a la subterránea no se le usa en áreas donde se dispone de niveles aún bastante limitados de agua superficial. Estimaciones del total de recarga de agua subterránea varían grandemente para la misma región, según la fuente usada, y casos donde se explota agua subterránea fósil que superan la tasa de recarga (incluido el acuífero Ogallala)[6]​ son muy frecuentes y casi siempre no seriamente considerados cuando se desarrollan por vez primera.

Distribución de aguas salinas y dulcesEditar

El volumen total de agua de la Tierra se estima en 1 386 millones de km³ (333 millones de millas cúbicas), de las cuales 97,5 % son de agua salada y el 2,5 % restante es de agua fresca. De esta, en la superficie solamente 0,3 % es líquida.[7][8][9]​ Además, en el interior, la porción inferior del manto terrestre puede contener unas cinco veces más agua que toda el agua superficial combinada (oceánica, lacustre y fluvial).[10]

Distribución del agua fluvialEditar

Se estima que el volumen total del agua fluvial sea 2,120 km³ (510 millas cúbicas), o 2 % de la superficie de agua de la Tierra.[7]​ A menudo, a ríos y a cuencas se les compara no por volumen estático, sino por flujo del agua: escorrentía. La distribución mundial de estos flujos es muy dispar.

Continente o región Escorrentía (km³/año) Porcentaje del total mundial
Norteamérica 7,800 17.9
Sudamérica 12,000 27.6
Europa 2,900 6.7
Medio Oriente y Norte de África 140 0.3
África Subsahariana 4,000 9.2
Asia (excepto Medio Oriente) 13,300 30.6
Australia 440 1.0
Oceanía 6,501 14.9

En estas regiones puede haber enormes variaciones. Por ejemplo, en Australia el 25 % del limitado abastecimiento de agua fresca renovable se ubica en la casi despoblada Península del Cabo York.[11]​ Así mismo, aún en continentes bien dotados de agua existen áreas de escasez extrema, como Texas, en Norteamérica, con solamente 26 km³/año en 695,622 km², o Sudáfrica, con 44 km³/año en 1,221,037 km².[11]​ Áreas de gran disponibilidad de agua renovable son:

Área, volumen y profundidad del océano mundialEditar

Cuerpo hídrico Área (106 km²) Volumen (106 km³) Profundidad media (m)
Océano Atlántico 82,4 323,6 3926
Océano Pacífico 165,2 707,6 4282
Océano Índico 73,4 291,0 3963
Total de océanos y mares 361 1370 3796

Disponibilidad de aguaEditar

La disponibilidad de agua es importante para la sobrevivencia de las especies acuáticas y para uso humano. La disponible solamente durante pocos años de lluvias no se le ha de considerar renovable. Porque la mayor parte de las escorrentías globales proviene de áreas de muy baja variabilidad climática, generalmente el total de estos escurrimientos es así mismo de baja variabilidad.

Aún en la mayoría de las zonas áridas tienden a ocurrir pocos problemas de variabilidad de agua corrediza porque se abastece de regiones de alta montaña que proveen deshielo de glaciares altamente confiables como fuentes principales, que también fluye durante el pico de consumo de pleno verano. Esto ha ayudado al desarrollo de muchas grandes civilizaciones antiguas. Todavía hoy abastece a la agricultura en áreas productivas como el Valle de San Joaquín.

Sin embargo, en Australia y en Sudáfrica no sucede lo mismo. La variabilidad de escurrimientos es mucho mayor que en otras regiones continentales del mundo de climas similares.[12]​ Típicamente, en tales países el coeficiente de variación de escorrentía de los ríos en los climas templados (C de la clasificación climática de Köppen) y áridos (B de esta misma clasificación) es el triple de otras regiones continentales.[13]

La razón es que en otros continentes la morfología de los suelos fue ampliamente moldeada por la glaciación del Cuaternario y por génesis montañosa. En cambio, en Australia y en Sudáfrica los suelos han dilatadamente permanecido inalterados desde al menos el Cretácico Temprano, y generalmente desde la previa glaciación del Carbonífero.

En consecuencia, los niveles de nutrientes disponibles en los suelos tienden a ser de varios órdenes de magnitud inferiores a los de climas similares de otros continentes, y la flora nativa compensa tal carencia mediante densidades de enraizamiento muy superiores (p. ej. raíces protoides), para absorber cantidades mínimas de fósforo y de otros nutrientes. Como estas raíces absorben tanta agua, en ríos típicos australianos y sudafricanos no ocurren corrientes hasta que se han precipitado aproximadamente 300 mm (12 pulgadas) o más de lluvia. En otros continentes, en virtud de bajas densidades de enraizamiento, la escorrentía ocurre después de lluvias notablemente ligeras.

Tipo de clima (Köppen[14]​) LLuvia media anual Tasa típica de escorrentía
en Australia y en Sudáfrica
Tasa típica de escorrentía
en el resto del mundo
BWh 250 mm (10 pulgadas) 1 por ciento (2.5 mm) 10 por ciento (25 mm)
BSh (en franja mediterránea) 350 mm (14 pulgadas) 3 por ciento (12 mm) 20 por ciento (80 mm)
Csa 500 mm (20 pulgadas) 5 por ciento (25 mm) 35 por ciento (175 mm)
Caf 900 mm (36 pulgadas) 15 por ciento (150 mm) 45 por ciento (400 mm)
Cb 1100 mm (43 pulgadas) 25 por ciento (275 mm) 70 por ciento (770 mm)

La consecuencia de esto es que muchos ríos en Australia y en Sudáfrica (comparados con extremadamente pocos de otros continentes) son teóricamente imposibles de regular porque las tasas de evaporación en presas implican almacenamiento suficientemente prolongado para teóricamente regular el río a un dado nivel realmente permitiría muy poco volumen aprovechable.

Ejemplos de tales ríos son los comprendidos dentro de la Cuenca del Lago Eyre. Aún para otros ríos australianos, el triple de almacenamiento abastecería el tercio de agua en un clima comparable en el sureste de Norteamérica o en el sur de China. Así mismo afecta a la vida acuática favoreciendo fuertemente a especies capaces de reproducirse rápidamente después de altas avenidas, de modo que algunas sobrevivirán durante la sequía próxima.

En contraste, en ríos australianos y sudafricanos con clima A (tropical) de la clasificación climática de Köppen) no ocurren tasas marcadamente más bajas de escorrentía que las de climas similares en otras regiones del mundo. Aunque suelos tropicales de Australia y Sudáfrica son aún más infértiles que los de partes áridas y templadas de estos continentes, la vegetación puede usar fósforo orgánico o fosfato disuelto en agua pluvial como fuente del nutriente.

En climas más fríos y más secos estas dos fuentes relacionadas tienden a ser virtualmente innecesarias, por lo cual tales medios especiales se necesitan para extraer mínimas cantidades de fósforo. Existen otras áreas aisladas de alta variabilidad de escorrentía, aunque básicamente se deben a regímenes pluviales erráticos, más que a hidrología diferente. Incluyen:[13]

Agua en el manto terrestreEditar

Se estima que el interior de la Tierra contiene adicionalmente 1,5 a 11 veces la cantidad de agua de los océanos.[15]​ Algunos científicos han sostenido la hipótesis referente a que el agua del manto terrestre es parte de un «ciclo hídrico holista de la Tierra».[16]​ Algo del agua del manto se disuelve en varios minerales cerca de la zona de transición entre las partes superior e inferior de este manto. A temperaturas de 1100 grados Celsius (2012,0 °F) y presiones extremas imperantes a grandes profundidades, el agua se descompone en hidroxilos y oxígeno.[17]

En 2002 se predijo experimentalmente la existencia de agua,[18]​ y en 2014 se comprobó en pruebas en una muestra de ringwoodita y mediante evidencia directa.[19]​ Evidencia posterior de grandes cantidades de agua en el manto se encontró durante observaciones de fusión en la zona de transición del proyecto USArray.[20]​ En la ringwoodita no existe agua líquida, sino que sus componentes (hidrógeno y oxígeno) están contenidos como iones de hidróxido.[19]

Véase tambiénEditar

ReferenciasEditar

  1. USGS - Earth's water distribution
  2. «Great Lakes – U.S. EPA». Epa.gov. 28 de junio de 2006. Consultado el 19 de febrero de 2011. 
  3. «LUHNA Chapter 6: Historical Landcover Changes in the Great Lakes Region». Biology.usgs.gov. 20 de noviembre de 2003. Archivado desde el original el 11 de enero de 2012. Consultado el 19 de febrero de 2011. 
  4. Ghassemi, Fereidoun (2007). Inter-basin water transfer. Cambridge, Cambridge University Press. ISBN 0-521-86969-2. 
  5. «Copia archivada». Archivado desde el original el 1 de noviembre de 2015. Consultado el 29 de octubre de 2015. 
  6. Reisner, Marc; Cadillac Desert: The American West and its Disappearing Water; pp. 438-442. ISBN 0-14-017824-4
  7. a b Where is Earth's water? Archivado el 14 de diciembre de 2013 en Wayback Machine., United States Geological Survey.
  8. Eakins, B.W. and G.F. Sharman, Volumes of the World's Oceans from ETOPO1, NOAA National Geophysical Data Center, Boulder, CO, 2010.
  9. Water in Crisis: Chapter 2, Peter H. Gleick, Oxford University Press, 1993.
  10. Harder, Ben. «Inner Earth May Hold More Water Than the Seas». National Geographic. Consultado el 14 de noviembre de 2013. 
  11. a b Brown, J. A. H.; Australia’s surface water resources. ISBN 978-0-644-02617-8.
  12. McMahon, T.A. and Finlayson, B.L.; Global Runoff: Continental Comparisons of Annual Flows and Peak Discharges. ISBN 3-923381-27-1.
  13. a b Peel, Murray C.; McMahon, Thomas A. and Finlayson, Brian L. (2004). «Continental differences in the variability of annual runoff: update and reassessment». Journal of Hydrology 295 (1–4): 185-197. doi:10.1016/j.jhydrol.2004.03.004. 
  14. This section uses a slightly modified version of the Köppen system found in The Times Atlas of the World, 7th edition. ISBN 0-7230-0265-7
  15. Crocket, Christopher (5 de septiembre de 2015). «Quest to trace origin of Earth’s water is ‘a complete mess’». Science News. Consultado el 1 de octubre de 2015. 
  16. Melissa Davey (12 de junio de 2014). «Earth may have underground 'ocean' three times that on surface». The Guardian. Consultado el 13 de marzo de 2015. 
  17. «Earth found hiding huge reservoirs of water 400 miles below...but not water as we know it : SCIENCE : Tech Times». Tech Times. 16 de junio de 1015. Consultado el 13 de octubre de 2015. 
  18. Ben Harder (7 de marzo de 2002). «Inner Earth May Hold More Water Than the Seas». National Geographic. Consultado el 13 de marzo de 2015. 
  19. a b Becky Oskin (12 de marzo de 2014). «Rare Diamond Confirms That Earth's Mantle Holds an Ocean's Worth of Water». Scientific American. Consultado el 13 de marzo de 2015. 
  20. HENRY FOUNTAIN (6 de junio de 2014). «The Earth’s Hidden Ocean». New York Times. Consultado el 13 de marzo de 2015.