LA HIDROSFERA

SA4: Secando sus entrañas

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¿Qué vas a aprender?

Criterio 5

• Explicar, a partir del análisis de las propiedades del agua, su importancia para la existencia de la vida en la Tierra.
• Explicar la distribución y circulación del agua en el planeta
• Argumentar la importancia de las consecuencias de la actividad humana sobre este recurso.
• Proponer acciones personales y colectivas que potencien su gestión sostenible.

Origen del agua en la Tierra

La hidrosfera es la capa de la Tierra formada por el conjunto de todas las aguas de la Tierra: océanos, mares, ríos, lagos, glaciares y aguas subterráneas. La hidrosfera cubre el 70%, aproximadamente, de la superficie terrestre, además de las aguas subterráneas que están en las zonas emergidas no cubiertas por agua. La hidrosfera es de gran importancia en muchos de los procesos que tienen lugar en la Tierra.

¿Cómo se formó la hidrosfera?

Como ya vimos, el origen de la Tierra y el de al atmósfera estaban relacionados, igual que con el origen de la hidrosfera. Hace unos 4500 millones de años, la Tierra se formó a partir de fragmentos rocosos (planetesimales) que giraban alrededor del Sol, que chocaban e iban uniéndose y fundiéndose. La temperatura de la Tierra era muy alta, con muchos impactos meteoríticos y erupciones volcánicas que expulsaron a la atmósfera, entre otras sustancias, vapor de agua. Cuando la Tierra se fue enfriando, se condensó el vapor de agua de la atmósfera y se produjeron las primeras lluvias que darían lugar a los océanos, dando lugar a la hidrosfera. La Tierra no es el único planeta del Sistema Solar en el que se ha detectado presencia de agua. También se ha comprobado la presencia de vapor de agua en Venus y de hielo en Marte, los planetas más próximos a la Tierra. Existe agua en la Tierra por dos razones: Composición de la atmósfera. Adecuada distancia de la Tierra al Sol.

Los estados del agua

En la Tierra, actualmente el agua se encuentra en tres estados físicos distintos: Agua en estado líquido. Agua en estado sólido. Agua en estado gaseoso.

Estado líquido

El agua se encuentra habitualmente en estado líquido, ya que la temperatura media de la Tierra es de unos 15 ºC. El agua líquida forma parte de océanos, mares, ríos, lagos, aguas subterráneas, etc. El agua pasa del estado sólido al estado líquido por fusión, cuando la temperatura supera los 0 ºC. El punto de fusión del agua es 0 ºC, la temperatura a la que pasa de estado sólido a estado líquido.

Estado sólido

Cuando la temperatura del agua líquida desciende hasta por debajo de 0 ºC, se produce la solidificación. El agua líquida cristaliza para formar hielo, menos denso que el agua líquida, ya que al congelarse, las moléculas agua se separan. Por eso el hielo flota en el agua. En la naturaleza, podemos encontrar hielo y nieve en los glaciares y en los casquetes polares, por ejemplo.

Estado gaseoso

Cuando el agua absorbe energía, las moléculas de agua se separan y pasan a estado gaseoso. El agua se encuentra entonces en forma de vapor de agua. La evaporación es el paso de agua del estado líquido al estado gaseoso, como por ejemplo, cuando tendemos la ropa y se seca. La ebullición se produce cuando la temperatura del agua llega a los 100 ºC. En algunos casos, el agua puede pasar directamente de estado gaseoso a estado sólido, y a ese proceso se le llama sublimación.

Cambios de estado del agua:

El agua, a temperatura ambiente, se encuentra en estado líquido pero, si cambian las condiciones, pueden producirse distintos cambios de estado:

• Solidificación: pasar de estado líquido a estado sólido.
• Fusión: pasar de estado sólido a estado líquido.
• Sublimación: pasar de estado sólido a estado gaseoso.
• Vaporización o vaporización: pasar de estado líquido a estado gaseoso.
• Condensación: pasar de estado gaseoso a líquido.
• Sublimación inversa: pasar de estado gaseoso a sólido

Propiedades del agua

Aunque seguramente todavía no has empezado a estudiar química, seguro que sabes que la fórmula del agua es H2O. El agua está formada por moléculas compuestas por dos átomos de hidrógeno (H) unidos a un átomos de oxígeno (O). El agua es incolora, inodora, insípida, incompresible, y además de estas características, vamos a tratar algunas de las propiedades del agua debidas a su estructura química:

Gran poder disolvente

Termorreguladora

Alta fuerza de cohesión y adhesión

Mayor densidad en estado líquido que sólido

Conductora

Función termorreguladora

El agua tiene un alto calor específico. Es decir, hace falta mucho calor para aumentar su temperatura, en comparación con otras sustancias. Es capaz de absorber mucho calor sin que se aumente, apenas, su temperatura. Esto se debe a que se utiliza la energía en romper los puentes de hidrógeno, no en aumentar la temperatura por agitación molecular. Así, se calienta y enfría más lentamente que otros líquidos. Esta propiedad le hace tener función termorreguladora, siendo un estabilizador térmico, manteniendo la temperatura del organismo relativamente constante, a pesar de las fluctuaciones ambientales. Por ejemplo, cuando regulamos nuestra temperatura con el sudor. Del mismo modo, también atenúa las variaciones de temperatura en el ambiente: la temperatura de las zonas costeras son más suaves que las de las zonas de interior. Su efecto también se puede ver en las brisas marinas que, durante el día se calienta más el aire que está en el continente, asciende, y es ocupado por la masa de aire más fresco que está sobre el mar.

Mayor densidad en estado líquido que en estado sólido

Normalmente, cuando calentamos un objeto, se dilata, y al enfriarlo, se contrae. Pero con el agua no sucede esto. Cuando baja la temperatura, se congela y se dilata. La temperatura a la que el agua tiene mayor densidad es a 4 ºC. Si baja la temperatura, las moléculas de agua se ordenan y aumenta su volumen, por lo que su densidad disminuye. Esto hace que el hielo (estado sólido) flote sobre el agua líquida por ser menos denso y pueda haber vida debajo en los ecosistemas acuáticos.

Poder disolvente

El agua es el disolvente universal, el que más sustancias puede disolver. La polaridad de sus moléculas de agua le permite reaccionar con iones y moléculas cargadas eléctricamente, además de con otras sustancias polares. En la naturaleza no encontraremos agua pura, H2O, sino que está con cierta cantidad de sales en disolución. El agua marina, todavía tiene mayor concentración de sales, con iones cloro, sodio, calcio, magnesio, etc. Aunque no se vea a simple vista, la sal se hace visible cuando se evapora el agua en las salinas. La gran capacidad disolvente del agua le permite realizar dos funciones importantes: Función de transporte: El agua es el principal medio de transporte de los organismos (sangre, savia bruta y elaborada). Función metabólica y bioquímica: En el agua tienen lugar las reacciones bioquímicas propias de la vida (que se realizan entre moléculas disueltas en agua).

¿Cómo disuelve el agua?

El agua posee poder disolvente gracias a una característica denominada: su polaridad

Alta fuerza de cohesión y adhesión

Conductora

Las moléculas de agua tienen una gran atracción entre sí y con otras sustancias, lo que les da algunas propiedades características:

• El agua tiene gran incompresibilidad.
• El agua tiene función estructural, mantienen el volumen y forma de las células.
• El agua tiene una elevada tensión superficial. Permite que algunos organismos puedan desplazarse sobre el agua sin hundirse.
• El agua asciende por capilaridad, por lo que puede ascender por las grietas, por los vasos conductores de las plantas (savia).

Aunque el agua pura no es buena conductora de la electricidad por ser neutra, en la naturaleza, el agua contiene iones en disolución que hace que sea conductora de la electricidad. Esto permite que se creen potenciales eléctricos dentro y fuera de la células, necesario para la contracción muscular, por ejemplo.

VEAMOS EXPERIMENTOS para entenderlo todo mejor

Repasamos...

Distribución del agua en la Tierra

• Casi las 3/4 partes de la Tierra están cubiertas por agua.

• Aunque la cantidad de agua que hay en la hidrosfera es muy grande, solamente el 2,5% es dulce.

• El resto, el 97,5%, se encuentra en mares y océanos, pero es agua salada y no se puede utilizar ni para beber, ni para la agricultura ni para la mayor parte de las actividades humanas.

• Y del agua dulce, gran parte está en los casquetes polares y en las aguas subterráneas, por lo solo queda muy poca cantidad del agua de la Tierra disponible para los humanos.

Agua salada: el agua de los océanos y mares

• Aunque el agua pura solo está formada por hidrógeno y oxígeno, (H2O), en la naturaleza la encontraremos siempre con alguna sustancia disuelta.
• Generalmente, la salinidad media del agua de los océanos está entre 35 y 40 gramos de sales por litro.
• La sal más abundante es el cloruro sódico (la que echamos a la comida) o sal común, aunque hay más tipos de sales. Estas sales han sido llevadas por los ríos desde los continentes hasta el mar, y tras muchísimos años, se han ido acumulando.
• La salinidad del agua no es la misma en todos los mares y océanos. Destaca algún mar, como el "Mar Muerto", que tiene concentraciones de sales mucho mayores (casi 10 veces más), lo que hace más difícil la existencia de vida en ese ambiente y que se flote mucho mejor.

Los océanos y mares son muy importantes para la vida en la Tierra, ya que:

• Son el medio en el que viven muchas especies acuáticas animales y vegetales.
• Contienen la mayor parte del agua existente en la Tierra.
• Regulan el clima de las distintas regiones de la Tierra.
• Es un gran recurso turístico.
• Se usan como medio de transporte de mercancías que, a veces, tienen accidentes catastróficos.
• El agua salada se puede aprovechar tras el proceso de desalinización.

97,5%

Mares y océanos

El ciclo del agua o ciclo hidrológico

Describe el recorrido del agua desde los océanos, su principal depósito, hacia la atmósfera, y después su acumulación en lagos, ríos y aguas subterráneas, volviendo nuevamente a los océanos. En el ciclo hidrológico el agua pasa por los tres estados:

• Sólido.
• Líquido.
• Gaseoso.

La energía térmica procedente del Sol es la fuerza que permite la evaporación del agua y la causante de los vientos. La acción de la gravedad hace que el agua vuelva de la atmósfera al suelo mediante precipitaciones en forma de lluvia y nieve, y que fluya hacia los ríos y océanos.

La mayor parte del agua evaporada sale de los océanos, igual que es el medio que recibe la mayor parte de las precipitaciones, ya que ocupa el 71% de la superficie total de la Tierra.El agua que cae sobre tierra firme puede seguir tres caminos distintos:

1. Parte se evapora directamente o a través de la transpiración de plantas y animales (evapotranspiración). Aunque el agua constituya el 70% de los seres vivos, es una mínima parte del agua del ciclo hidrológico.
2. Parte se infiltra en terrenos permeables como agua subterránea formando acuíferos.
3. Parte circula por escorrentía por arroyos y ríos hacia el mar.

Consecuencias del Ciclo del Agua

El ciclo del agua es fundamental para la vida en nuestro planeta, ya que permite mantener su equilibrio por estar relacionado con las cuatro capas de la Tierra:

Geosfera

Hidrosfera

Biosfera

Atmósfera