Unidad II: El medio ambiente acuático
200
EnCiclopediaECARTA (1999)
Zonación vertical y horizontal del medio marino
Baja f recuenciaLongitud de onda larga
Alta frecuenciaLongitud de onda corta
La luz y sus coloresEnCiclopediaECARTA (1999)
EnCiclopediaECARTA (1999)
energíaSolar
100 %
absorbida,dispersaday reflejadapor nubes
50% del total
reflecciónsuperficial promedio
4 % PAR
espectro visible / PAR50 % total radiación superficial
decrece con la profundidad
infrarrojo y ultravioleta50 % total radiación superficial
dispersada y absorvidacerca de la superficie
PhotosyntheticallyActiveRadiation
superficie
¿Cómo influye la luz en el medio acuático?
Cantidades de energía relativas según longitud de onda
Reflectaciasegún el ángulo de incidencia de la luz solar en el agua
Coeficiente de extinción K
Loge I0 - Loge Id
Profundidad (m)K =
I 0 = Intensidad a prof. 0 (superficie)I d = Intensidad a prof. d
400 – 700 nm
K luz roja = 0,140K luz azul = 0, 035
En
ergí
a s
olar
re
lativ
a
Longitud de onda (nm)
radiación solar en la alta atmósfera
PAR / visible
radiación solar al nivel del mar
Lalli y Parsons, 1993
Re
flect
anci
a (%
)
Ángulo de incidencia
Lalli y Parsons, 1993
Evolución de la luz solar a lolargo del año y en un gradientede latitud (Hemisferio Norte)
Penetración según la longitud de onda en el mar
Zonación vertical delmar según la penetración dela luz y la actividad fotosintética
Flu
jo s
ola
r
MesesLalli y Parsons, 1993
Pro
fund
idad
(m
)
Vio
leta
Azu
l
Ver
de
Nar
anja
Am
arill
o
Roj
o
Longitud de onda (nm)
Lalli y Parsons, 1993
Intensidad de la luz
Prof
undi
dad
Cre
cim
ient
o d
el fi
topl
anct
on
EufóticaDisfóticaAfótica
Luz so lar
Aguas oceáni cas
Claras
L uz solar
Aguas costeras
Claras
Visión delColor
Luz lunar
Aguas oceánicas
Claras
Lalli y Parsons, 1993
Curtis y Barnes, 2000
Distribución de la energía solar sobre la tierra
¿Por qué “hace” más frío en Ushuaia que en Mar del Plata?
Isotermas: (Concepto)
Grandes zonas biogeográficas y temperatura
Tropical 25 °C
Subtropical 15 °C
Templada 5 °C a 2 °C
Polar 0 °C
Temperatura Superficial: causas de su variación
*) Intercambio permanente de energíaentre Océanos y Atmósfera*) Calentamiento por radiación infrarroja
Efecto buffer de los oceános (Causas):
Distribución de temperatura superficial mundial (Febrero)
Distribución de temperatura superficial mundial (Agosto)
Lalli y Parsons, 1993
Lalli y Parsons, 1993
Variación de la temperatura
• = Temperatura media mensual Bahía Ushuaia
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Enero
FebreroM
arzo
Abril
Mayo
Junio Ju
lioAg
osto
Septie
mbr
eOctu
bre
Novie
mbre
Diciem
bre
Meses
Tem
pera
tura
(°C
)
TEMPE RATURA MEDIA
TEMP. MAX. ME DIA
TEMP. MIN. MEDIA
0
2
4
6
8
10
12
Enero
Febrer
oM
arzo
Abril
MayoJu
nio Julio
Agos to
Septie
mbre
Oct
ubre
Novie
mbre
Diciem
bre
Meses
Tem
pera
tura
(oC
)
19941995
1996199719981999
20002001
Media
Agua
Aire
Temperatura media, máxima y mínima mensual del aire (Bahía Ushuaia)
Zonación Vertical
CM
T
CP
Temperatura (°C)
Pro
fund
idad
(m
)
Lalli y Parsons, 1993
Latitud
Pro
fund
idad
Lalli y Parsons, 1993
Capa de Mezcla
Termoclinapermanente
Capa Profunda
Termoclinas estacionales
VeranoInvierno
Capa Profunda
Termoclinapermanente
Capa de Mezcla
Temperatura: Efectos biológicosRegulación de la temperatura corporal. Clasificación
Según el control que ejerce el organismo
*) Poikilotermo : animal cuya temperatura corporal cambia con la ambiente.
*) Homeotermo : animal cuya temperatura corporal es constante, controlada mediante procesos metabólicos.
Según la fuente decalor
*) Endotermicos : animales cuya temperatura corporal dependedel calor metabólico, generado internamente
*) Ectotérmico : temperatura corporal principalmente dependiente de fuentes externas
Energía de reacción
Reactivos
Productos
Ene
rgía ∆G*= Energía de Activación
∆G°
Tiempo
A
Efecto fisiológico
Q =(K /K )1 2 10
(10/T -T )2 1
Un ejemplo: la tasa metabólicaMedida a través de la tasa de consumo O2:
Perciformesaguas templadasy tropicales
Perciformesaguas polares
1
0
-1
-2
-3
-4
-53.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
Temperatura Inversa (K x 10 )-1 3
Ln
(V
O m
mo
l / h
)2R
B
SalinidadContenido de sales inorgánicas en el agua de marPeso total de las sales inorgánicas disuelto en 1kg de agua de mar
Salinidad =g de sal
1000 g de agua salada
Métodos de medición - Evaporación- Conductividad- Refracción
Componentes mayoritarios del agua de mar
Variación: - baja en las proporciones- puede ser alta en la cantidad total
Causas - Evaporación- Precipitación- Aporte terrestre- Derretimiento de hielo o nieve
Distribución de la salinidad en superficies media anual (media mundial = 35)
Salinidad Máxima: ↑ Evaporación ↓ Precipitación
Salinidad Mínima: ↓ Evaporación ↑ Precipitación
Lalli y Parsons, 1993
Lalli y Parsons, 1993
El agua : muy buen solvente de los sólidos polares, por ejemplo la sal, por ser su molécula también polar
Biología. Curtis y Barnes, 2000
Distribución VerticalSección transversal del Atlántico Oeste.Distribución vertical de la salinidad.
Haloclina : Solo se producea bajas latitudes
Variable en los primeros metros
Estable en profundidad
Variaciones en el tiempoDiurna: casi inexistenteAnual: muy escasaLalli y Parsons, 1993
Importancia Biológica de la salinidad del medio. Ósmosis: GRAN PROBLEMA!!!
Hipertónico oHiperosmótico
Hipotónico oHipoosmótico
Isotónico oIsosmótico
Invertebrados- Peces cartilaginosos
Organismos: Estrategias para regular el balance osmótico
Concentración de solutos similar a la del agua de mar
Peces óseos de agua dulce
Aves y mamíferos Glándulas de la sal
Peces óseos de agua salada
Curtis y Barnes, 2000 Curtis y Barnes, 2000
Densidad
Definición : Masa (g) / unidad de volumen (cm3)
En el agua de mar depende de:Temperatura : a ↑ T →→→→ ↓densidadSalinidad: a ↑ Salinidad →→→→ ↑densidad
Diversas variables climáticas afectan a Te y salinidad (Insolación y precipitaciones).
Variables climáticas provocan la definición de cuerpos de agua diferenciables (en superficie y hasta la base de la termóclina), con comunidades de seres vivos definidas.
Distribución Global de las masas de agua superficiales
Lalli y Parsons, 1993
Formación de las aguas polares profundas e intermed ias
Corte transversal del Océano Atlántico: muestra la formación y movimiento de las aguas intermedias y profundas en zonas polares.AABW: Antarctic Botton Water; AAIW Antarctic Intermediate WaterNADW: North Atlantic Deep Water.
Distribución global de las masas de aguas intermedias, ubicadas entre los 550 y 1500m de profundidad
Lalli y Parsons, 1993
Lalli y Parsons, 1993
Relación entre temperatura - salinidad y densidad. Las curvas muestran puntos de igual densidad.Densidad expresada como σt = (densidad g/cm3)-1) x 1000
Relación entre la salinidad y la temperatura de máxima densidad. Relación entre la salinidad y la temperatura de congelamiento
Lalli y Parsons, 1993
Lalli y Parsons, 1993
Warm
Surgencia o “Upwelling”
Warm
WarmWarm
Warm Proceso de “surgencia” o “upwelling” de aguas profundas, frías y alto contenido de nutrientes provocado por la acción conjunta de la costa y el viento
Ubicación de las principales áreas marítimas de alta fertilidad: Oregón, California, Perú, Shara y Namibia. Se encuentran en el borde oriental de los torbellinos que delimitan las masas centrales de los océanos.
PresiónDefinición: fuerza por unidad de superficie Presión hidrostática: peso de la columna de agua
*) Sobre una determinada superficie*) A una determinada profundidad
Pascal (N/m2) Atmósfera (atm) Milímetros de Mercurio (mm Hg)
1 N/m2 = Pa 1 atm = 101.325 Pa 1atm = 760 mm Hg
N= Fuerza necesaria para acelerar 1 kg a 1 m/s 2
Lalli y Parsons, 1993
Ácido o Básico? Escala de pH
Curtis y Barnes, 2000 Ionización del agua: formación de iones idronio (+) e iones hidróxido (-)En el agua pura a 22 °C, sus concentraciones están en equilibrio
pH = “poder o potencial hidrógeno” = logaritmo negativo de la concentración de iones H+ en moles / litro
714 1
Concentración de H+ = 10 -1
pH ÁcidopH Básico
Concentración de H+ = 10 -14
Si una sustancia aporta H+ o OH-, la proporción y el pH cambiaEj.: el ácido clorídrico (HCL) o el hidróxido de sodio (NaOH)
Concentración de H+ = 10 -7
Corrientes oceánicas superficiales
Provocadas e influidas por varios factores*) Vientos
- Ecuatoriales (del Este)- 40°de Latitud (del Oeste)
*) Fuerza de CoriolisEfecto horario (hemisferio Norte)Efecto antihorario (hemisferio Sur)
Principales corrientes de superficie durante el invierno del hemisferio Norte. Líneas punteadas indican corrientes frías. Líneas contínuas indican corrientes cálidas
Choquecontinente
V O
Lalli y Parsons, 1993
Corriente Circumpolar
Corrientes oceánicas superficiales del Océano Austral (Gon, 1990).Flechas gruesas indican sentido decirculación general.
Corte esquemático de la columna de agua en el Océano Austral. Se muestran masas de agua corrientes y frentes oceánicos (Eastman, 1993)
Plataforma Continental Argentina
*) Superficie: 1.000.000 km2*) Costa: 2400 km*) Ancho: Entre 85 millas (P. Médanos) 400 millas (Malvinas)*)Circulación de Agua: de S a N*)Influida por Corrientes de Malvinas y Brasil (flechas negras)*)Salinidad: Aumenta de S a N y de O a E (influencia continental)*)Fondos distribuidos en “bandas”
Corriente cálida del Brasil
Corriente Fría de Malvinas
Fondos de la plataforma continental argentina e influencia de corrientes de fría de Malvinas y cálida del Brazil (Modificado de Cousseau y Perrota, 2000)
Los ambientes de agua dulce y sus recursos biológic os
Tipos de ambiente
Ambientes lénticos (aguas lénticas):
*) Aguas interiores sin corrientes continuas.*) Lagos, lagunas y pantanos.
Ambientes lóticos (aguas corrientes):
*) Masas de agua que se mueven en forma continua.*) Movimiento definido e irreversible.*) Ríos, arroyos, manantiales, chorrillos.
Lago escondido (Foto: Fernando Adrián Serra)
Limnología : rama de la ecología que estudia los ecosistemas acuáticos continentales, abarcandolas interacciones entre los organismos acuáticos y su ambiente.
(Limnos de limnae = de agua dulce)
*) Sales minerales - Carbonatos.- Sulfatos.- Cloruros.
Cationes más importantes: - Calcio 64 %- Magnesio 17 %- Sodio 16 %- Potasio 3%
*)PH - Aguas Dulces: 6,5 a 8,7.- Aguas Marinas: 8 a 8,5.
Factores que influyen en el medio dulce acuícola
*) Temperatura (Con todas la propiedades térmicas del agua).
*) Iluminación: - ángulo de incidencia.- Material en suspensión.- Intensidad.- Nubosidad.- Agitación del agua.
*) Gases disueltos. - O2- CO 2- SO2
Ecología de las aguas dulces
http://www.jmarcano.com/nociones/fresh2.html
Plancton
Necton
Bentos
Neuston
Perifiton
Ríos. Aguas corrientes*) Ambientes lóticos
*) Una red fluvial típica consiste en afluentes que se unen progresivamente.El n°de tramos equivalentes es mayor cuanto más arr iba nos movemos.
*) El perfil de un río se puede aproximar a una función exponencial negativa
*) Segmento inicial: hay una relación entre los causes menores y la mayor pendiente.
*) Segmento inferior: poca pendiente y poca energía libre. Se forman meandros.Recorrido irregular.
*) Segmento inicial:
*) Segmento inferior:
Google Earth, 2007
Google Earth, 2007
Google Earth, 2007
Ríos. El concepto de “Continuum Fluvial”
*) Hay una sucesión manifiesta en los estados ecológicos a lo largo de un río relacionada con su dinámica de sedimentación.
1) “Jóvenes” : *) En la cabecera*) Predominan los procesos erosivos y las porciones
rápidas. *) “Ritron ”.
2) “Maduros” : *) En la sección media.*) Se equilibran los procesos de erosión y sedimentación.
3) “Viejos” : *) En sus tramos inferiores.*) Predominan los procesos de sedimentación. *) “Potamon ”: Corrientes lentas y laminares.
*) Pueden ocurrir procesos de rejuvenecimiento por aumento de la pendiente en secciones medias o bajas.
*) A lo largo de 1), 2) y 3) se suceden: - Distintas comunidades de organismos.- Materia orgánica con distinta granulometría.
1) MOPG (Materia orgánica particulada gruesa).2) MOPF (Materia orgánica particulada fina).3) MOPU (Materia orgánica particulada ultrafina; proteínas, aminoácidos).
Lagos. Aguas lénticas
Tipos de lagos según su origen
Cubetas tectónicas
Lagos formados por actividad costera
Fagnano: un lago principalmente tectónico, pero también glaciario
Lagunas costeras
Lagos volcánicos
Lagos formados por aludes
Lagos formados por glaciares
Lagos formados por actividad fluvial