Elagua de mar oagua salada es una disolución hecha o basada enagua que compone losocéanos ymares de laTierra. Es salada por la concentración desales minerales disueltas que contiene, un 3.5 %; es decir, en cada litro de agua (1000 gramos) hay 35 gramos de sales disueltas como media.[1] La densidad media en superficie es de 1.025 g/ml, siendo más densa que elagua dulce y elagua pura. A mayor contenido en sal, más bajo es su punto de congelación, por lo que el agua del mar se convierte en hielo bajo los −2 °C, aunque se ha registrado[2] una corriente en laAntártida a −2.6 °C. Los océanos contienen un 97.25 % del total de agua que forma lahidrosfera.
Lasteorías científicas detrás de los orígenes del agua marina comenzaron conEdmond Halley en 1715, quien propuso que la sal y otros minerales fueron arrastrados al mar por los ríos desde los continentes. Estos procedían del lavado continuo de los minerales terrestres mediante lalluvia. Una vez llegando al océano, estas sales se fueron concentrando cada vez más en los océanos mediante elciclo hidrológico. Halley también se dio cuenta de que aquellos lagos que no tenían salida al mar (como elmar Muerto o elmar Caspio) tenían altas concentraciones salinas. Halley denominó al proceso "desgaste continental".
La teoría de Halley era parcialmente correcta. A esto habría que añadirle elsodio sobre el fondo oceánico cuando este se formó. La presencia del otro ion salino, elcloro parece provenir de los escapes gaseosos provenientes del interior de la Tierra y que escapan vía hidrotermal o en las erupciones volcánicas. La teoría comúnmente aceptada es que la salinidad ha permanecido estable durante la vida de la Tierra, y que los iones de sal mantienen un ciclo continuo que los hace penetrar y ser expulsados en el interior de la Tierra. De esta forma las sales reaccionan con losbasaltos del fondo oceánico, que una vez tragados mediante el proceso desubducción vuelven a salir expulsados por las corrientes hidrotermales y losvolcanes.[3] Hoy por hoy los modelos están siendo cuestionados, existiendo varias publicaciones que discuten sobre la posibilidad de que losocéanos arcaicos fueran mucho más salinos que en la actualidad.[4]
El agua de mar es una disolución en agua (H2O) de muy diversas sustancias. Hasta los 2/3 de los elementos químicos naturales están presentes en el agua de mar, aunque la mayoría sólo comotrazas. Seis componentes, todos ellosiones, dan cuenta de más del 99 % de la composición de solutos.
Salinidad media de los océanos en superficie enunidades prácticas de salinidad (PSU).
El estudio de la composición se simplifica por el hecho de que las proporciones de los componentes son siempre aproximadamente las mismas, aunque la concentración conjunta de todos ellos es enormemente variable. Nos referimos a esa concentración total comosalinidad, que suele expresarse en tanto por mil (‰). Gracias a la universalidad de su composición, la salinidad suele ser estimada a partir de la medición de un solo parámetro, como laconductividad eléctrica, elíndice de refracción o la concentración de uno de sus componentes, generalmente el ion cloruro (Cl-).
La salinidad presenta variaciones cuando se comparan lascuencas, las distintaslatitudes o las diferentesprofundidades. Favorece una salinidad más elevada la evaporación más intensa propia de las latitudes tropicales, sobre todo en la superficie, y una menor salinidad la proximidad de la desembocadura de ríos caudalosos y las precipitaciones elevadas.
De todos los mares abiertos es elmar Rojo el que presenta mayor salinidad (40 ‰), bordeado como está de regiones áridas. Elmar Báltico es el de salinidad menor (6 ‰ en las aguas superficiales delgolfo de Botnia), por su pequeña profundidad, clima frío y amplitud de las cuencas que vierten sus aguas en él, lo que unido a sutopografía casi cerrada, limita mucho los intercambios con elocéano Mundial. La salinidad es muy variable en los lagos y mares cerrados que ocupancuencas endorreicas, con solo un 12 ‰ en elmar Caspio y hasta un 330 ‰ en las capas superficiales delmar Muerto. El principal factor del que depende la salinidad de los mares interiores es la existencia de drenaje, con uno o más emisarios porque los que desbordar, o que por el contrario la evaporación sea la única forma de compensarse los aportes. Así ellago Victoria, con un origen tectónico semejante al del mar Muerto, es un lago de agua dulce a la vez que la fuente principal del caudalosorío Nilo.
Las diferencias de salinidad entre masas de agua se combinan con las de temperatura para producir diferencias de densidad, que a su vez son responsables de la convección en que se basa la circulación oceánica a gran escala, la llamada por ellocirculación termohalina.
Desde queEdmond Halley lo propuso en 1715, se admite que la salinidad del agua del mar es efecto de una salinización progresiva, estabilizada hace ya largo tiempo, debida a un aporte por los ríos, no compensado, de sales procedentes del lavado de las rocas continentales. La salinidad no ha crecido desde hace miles de millones de años, a causa de la acumulación de sal en sedimentos. Hoy en día se acepta que buena parte del sodio procede de las mismas emisiones volcánicas que facilitaron originalmente la formación de lahidrosfera.
El agua de mar presenta una elevada conductividad eléctrica, a la que contribuyen lapolaridad del agua y la abundancia deiones disueltos.
Las sales en agua se disocian en iones. Un ion es un átomo cargado positiva o negativamente y que, por tanto, intercambia electrones con el medio. Pueden absorber y liberar electrones a las partículas vecinas. La conductividad varía sobre todo con la temperatura y la salinidad (a mayor salinidad, mayor conductividad), y su medición permite, controlada la temperatura, conocer la salinidad.
Ladensidad del agua del mar es una de sus propiedades más importantes. Su variación provoca corrientes.Es determinada usando laecuación internacional de estado del agua de mar a presión atmosférica, que es formulada por la Unesco (UNESCO Technical Papers in Marine Science, 1981) a partir de los trabajos realizados a lo largo de todo este siglo para conocer las relaciones entre las variables termodinámicas del agua del mar: densidad, presión, salinidad y temperatura. La densidad de la típica agua del mar (agua salada con un 3,5 % de sales disueltas) suele ser de 1.02819 kg/l a los −2 °C, 1.02811 a los 0 °C, 1.02778 a los 4 °C, etc.
El agua oceánica es ligeramentealcalina, y el valor de su pH está entre 7.5 y 8.4 y varía en función de la temperatura; si esta aumenta, el pH disminuye y tiende a la acidez; también puede variar en función de la salinidad, de la presión o profundidad y de la actividad vital de los organismos marinos.[5]
Losgases disueltos son los mismos que componen el aire libre, pero en diferentes proporciones, condicionadas por diversos factores. La temperatura y la salinidad influyen reduciendo la solubilidad de los gases cuando cualquiera de esos dos parámetros aumenta. Otros factores son la actividad metabólica de los seres vivos y los complejos equilibrios químicos con los solutos sólidos, como el ion bicarbonato (HCO3-). La concentración total y la composición de los gases disueltos varían sobre todo con la profundidad, que afecta a la agitación, la fotosíntesis (limitada a la superficialzona fótica) y la abundancia de organismos.
En aguas oceánicas superficiales bien mezcladas, la composición típica de gases disueltos incluye un 64 % de nitrógeno (N2), un 34 % de oxígeno (O2) y un 1.8 % de dióxido de carbono (CO2), muy por encima este último del 0.04 % que hay en el aire libre. El oxígeno (O2) abunda sobre todo en la superficie, donde predomina la fotosíntesis sobre la respiración, y suele presentar su mínimo hacia los 400 m de profundidad, donde los efectos de la difusión desde el aire libre y de la fotosíntesis ya no alcanzan, pero donde todavía es alta la densidad de organismos consumidores, que lo agotan. La temperatura, más baja en los fondos profundos, afecta a la solubilidad de los carbonatos.
Los científicos han ideado decenas de métodos para desalar el agua del mar, aunque hasta la fecha ninguno de ellos ha resultado más eficaz que el método de destilación usado en Freeport (Texas).
Los 4083 habitantes de Symi, isla deGrecia, obtienen toda el agua de una unidad de destilación solar que produce 15 000 litros diarios. En Wrightsville Beach,Carolina del Norte (campo de experimentación de la oficina de aguas saladas deEstados Unidos) una planta congeladora produce cada día 750 000 litros de agua destilada. La investigación ha producido otros métodos más simples: uno, llamada de ósmosis inversa, desala el agua pasándola por unamembrana sintética; el otro, llamado de hidratación, implica la mezcla de propano con el agua salada. El propano forma un compuesto sólido con el agua, que se separa al calentarse la mezcla.
Cuando el agua no es muy salada, puede emplearse otro método. En Webster (Dakota del Sur), el agua era demasiadosalobre (casi el doble de lo que el gobierno considera aceptable), aunque mucho menos que el agua del mar. Se instaló una planta desaladora por electrodiálisis, proceso que es muy caro cuando la concentración de sales es alta. La planta de Webster produce unos 950 000 litros de agua dulce por día.
La destilación en gran escala puede presentar problemas inesperados. Por ejemplo, la desalinización de agua suficiente para abastecer a laciudad de Nueva York durante un año produciría un residuo con unos 60 millones de toneladas de sal: más de la que se consume en losEstados Unidos en dos años.[6]
Eldescenso crioscópico es la reducción del punto de congelación de undisolvente puro por la presencia desolutos. Es directamente proporcional a lamolalidad, lo que hace que sea más importante para solutos iónicos, como los que predominan en el agua de mar, que para los no iónicos. El fenómeno tiene importantes consecuencias en el caso del agua de mar, porque la respuesta al enfriamiento intenso del agua del océano, como ocurre en el invierno de las regiones polares, es la separación de una además fase sólida flotante de agua pura. Es así como se forma labanquisa en torno a laAntártida o alocéano Ártico, como un agregado compacto de hielo puro de agua, consalmuera llenando losintersticios, y flotando sobre una masa de agua líquida a menos de 0 °C (hasta un límite máximo de −1.9 °C para una salinidad del 3,5 %).[6]
↑Sylte, Gudrun Urd (24 de mayo de 2010).«Den aller kaldaste havstraumen».forskning.no(en noruego). Archivado desdeel original el 6 de marzo de 2012. Consultado el 24 de mayo de 2010.
