Superficies de Agua

El 70% de nuestro planeta está cubierto por agua. La superficie de agua más grande es el océano, las superficie restantes se pueden subdividir en categorías como los glaciares y el agua de los casquetes glaciares, agua subterránea, agua dulce y agua atmosférica. De hecho, los cerca de 97% de nuestros recursos hídricos son agua salada, el 2% se almacena en glaciares y casquetes glaciares, y solamente 1% es de agua dulce. De este 1%, el 97% es agua subterránea, almacenada a menudo en acuíferos profundos debajo de la superficie. El resto se almacena en los ríos y los lagos y está más o menos directamente usable por los seres humanos. Solamente 0.001% de los recursos hídricos totales está en la atmósfera.

Océanos – Los océanos son las superficies de agua más grandes y evidentes. Todos los océanos de la tierra están conectados uno al otro, pero distinguimos a menudo cinco océanos distintos según razones geopolíticas: el Océano Pacífico, el Océano Atlántico, el Océano Índico, Océano Antártico, y Océano Ártico. Los océanos son una parte vital del ecosistema de la tierra; su biodiversidad es la más alta del mundo, algunos de los muchos seres vivo que habitan esta agua: tiburones, fitoplancton, medusas, y no olvidemos los arrecifes de coral, que también son organismos vivos. Los océanos determinan el viento y los patrones del clima y son responsables del cerca de 90% de la producción natural del oxígeno de la tierra, proveniente principalmente del fitoplancton. Todavía quedan muchas partes de los océanos para descubrir, ya que la mitad de los océanos del mundo tiene una profundidad superior a 3000 metros (9.800 pies), y por ello básicamente inaccesible. El lugar más profundo del mundo son las Fosas Mariana en el Océano Pacífico, al este de las Filipinas y Japón. En 1960 Don Wolsh y Jacques Piccard fueron las primeras y únicas personas en llegar al fondo de las fosas, que tienen una profundidad máxima de 10.923 metros (35.838 pies). 

Hielo - Después de los océanos, los casquetes polares y los glaciares son la categoría más significativa. Una cantidad enorme del agua de la tierra está almacenada en forma de hielo. Para confirmar la afirmación anterior, nada más tenemos que imaginarnos las enormes masas de hielo en la Antártida. En la Antártida encontramos la masa más grande de hielo cubriendo un área de casi 14 millones de km2 (5.400.000 millas cuadradas). En comparación, Europa y los EE.UU. juntos tienen una superficie de menos de 10 millones de km2 (3.860.000 millas cuadradas). Esta masa de hielo, incluyendo el mar congelado circundante, contiene tal cantidad de agua que los niveles del mar por todo el mundo aumentarían más de 60 metros si éste derretiría. Los otros dos almacenajes de hielo más grandes son el Polo Norte y Groenlandia.

El Polo Norte es realmente un enorme cubo de hielo flotando en el mar. En media tiene dos o tres metros de grosor. El hielo de Groenlandia, con una superficie de 1.755.637 km2 (677.676 millas cuadradas), cubre la mayor parte de Groenlandia. Aún siendo más pequeño que la Antártida, su tamaño es más o menos del tamaño de una quinta parte de Europa. Otras superficies de hielo más pequeños son glaciares y casquetes glaciares encontradas en las montañas y en el las regiones del norte.

Agua subterránea - Mucha agua se almacena en debajo de la tierra. El tamaño de las reservas de agua subterráneas solo pueden estimar, ya que el acceso a estas reservas de agua es bastante difícil. Sin embargo, el agua subterránea es donde la mayor parte del agua dulce de nuestro planeta almacena, así como una cantidad similar de agua salada. La definición más simple del agua subterránea es “agua almacenada en la tierra.” El agua que se infiltra en el suelo puede rellenar los poros del suelo, los espacios entre las partículas del suelo. Esto se puede observar cuando cavamos un agujero en la tierra, cuando llega un punto cuando el agua subterránea comienza a llenar la parte inferior del hueco. Éste es el nivel freático, todos los vacíos y los poros del suelo debajo de este punto se saturan con agua. El nivel freático es la superficie de división entre la atmósfera y el agua subterránea. La profundidad del nivel freático  es definido referente a la superficie del suelo, o por el NAP, el nivel del reglamento de Ámsterdam.

El nivel freático es el límite superior del agua subterránea. El límite inferior se define como la zona al cual el agua todavía puede entrar través de los canales subterráneos. Este límite se llama la base hidrológica, o base impermeable. Aunque todavía pueda haber capas de agua debajo de esta base, esta agua no se considera parte del ciclo de agua, y por lo tanto no se toma en consideración. Entre el nivel freático y la base hidrológica hay diversas capas de suelo en las cuales se almacena el agua subterránea. Algunas capas del suelo pueden contener mucha agua mientras que otras capas apenas contienen agua. Un acuífero es una capa porosa y permeable que contiene mucha agua. Los límites de un acuífero son la superficie u otras capas del suelo que son más difíciles de impregnar. Los acuíferos donde el agua puede fluir directamente a la superficie del acuífero y viceversa se llaman los acuíferos abiertos. Los acuíferos que no tienen una conexión directa con la superficie, pero, por ejemplo, se encuentran bajo capas impermeables del suelo, se llaman los acuíferos cerrados. Algunos de los acuíferos más profundos se hayan a centenas de metros debajo de la superficie y contienen agua fósil, agua que ha permanecido en un acuífero durante millares de años.

Agua dulce – Las masas de agua dulce encontradas en la superficie de la Tierra son los centros de las civilizaciones y de sistemas ecológicos con una gran biodiversidad. Las masas de agua superficiales más grandes son los ríos y los lagos. Los lagos funcionan como almacenes de agua y pueden regular el aflujo variable de los ríos. El aflujo de los ríos se debe a nieve y hielo derretido proveniente de las montañas, complementado por las lluvias. Los ríos se pueden dividir en tres partes: curso superior, curso medio y curso inferior. En la zona del curso superior pequeños riachuelos se unen para formar el río. En el curso medio normalmente el río esta formado  por una única corriente principal con varias ramificaciones. En el curso inferior el río vuelve a separarse en varis corrientes, creando un delta y depositando la arena y la arcilla transportada proveniente de las regiones más altas.

La morfología y la dinámica de los ríos son fascinantes, el aparente caos y la aleatoriedad del flujo del agua es algo muy bien estructurado si lo miramos más en detalle. Una de estas joyas estructurales es la estructura dendrítica y las relacionadas leyes geomorfológicas de Horton.

  • El curso de la mayoría de los río tiene una estructura dendrítica. Esta es una estructura de transporte frecuentemente encontrada en la naturaleza: por ejemplo en los árboles, los vasos sanguíneos, en los relámpagos y en los pulmones. Es la forma más eficaz de transportar sustancias y materiales. Para mantener una conformidad científica, las ramas de la estructura dendrítica están ordenadas según su localización. Los ramos externas son de primer orden. Cuando se unen dos ramos de primer orden, se forma un ramo de orden 2. Si a este ramo se le une otro de orden 1, el ramo seguirá siendo de orden 2. Sin embargo, la unión de dos ramos de orden 2 crea un ramo de orden 3. Puede observarlo en la imagen de la derecha. Esta estructura no depende del tamaño; es valido tanto para una pequeña corriente de agua en el jardín como para las corrientes de los océanos.
  • Las leyes geomorfológicas de Horton describen los rasgos generales de la estructura dendrítica. La primera ley de Horton describe el número de ramos de una cierta orden dentro de una estructura dendrítica. Por lo visto hay una relación entre el número de los ramos de una orden, comparado con los ramos de una orden superior. Conocemos esto como el número de bifurcación. Por ejemplo, si el número de bifurcación de un sistema de drenaje es 3 y hay 9 ramos de orden 3, tienen que haber 3 ramos de orden 2 y un ramo de orden 1. El número de bifurcación de los sistemas conocidos está entre 3 y 5, que es una margen impresionantemente pequeña para algo que parece tan aleatorio. El número de bifurcación de los vasos sanguíneos es 3.4 y para los relámpagos es 3.2. Además del número de bifurcación, se encontraron otras relaciones similares en las otras leyes de Horton, por ejemplo la longitud media de una orden, la inclinación media y la media del área de drenaje.
  • Esto es nada más un ejemplo para la estructura de los ríos; también el serpenteo de los ríos, el transporte de sedimentos, el área de drenaje y los perfiles de los lechos de los ríos siguen una lógica científica.

Agua atmosférica -  Aunque la cantidad de agua atmosférica es relativamente pequeña, suministra el agua en forma de precipitaciones para las reservas de agua en la superficie y subterráneas. Además de esto también tiene una función protectiva: las nubes reducen el calor y el frío extremo, lo que hace el clima más soportable para los habitantes de la Tierra. Debido a la importancia de las precipitaciones para la vida, los nombramos de diferente manera dependiendo de la forma. Probablemente la lluvia sea la forma más común de precipitación, otras formas de precipitación pueden ser bastante fascinantes cuando vistas por primera vez, tal como granizo, nieve, niebla, neblina o rocío. En muchos países africanos, nieve es un fenómeno muy raro. La combinación de los rayos de sol y agua atmosférica proporciona cielos y puestas de sol impresionantes que han servido de inspiración para muchos seres humanos. Y en la frontera de la lluvia y el tiempo despejado podemos observar como las gotas de agua refractan la luz creando un arco iris.