Tipo | Ciclo biogeoquímico |
---|---|
Parte de | Ciencias atmosféricas , ecología , hidrología |
El ciclo del agua (o ciclo hidrológico ) es un fenómeno natural que representa el curso entre los grandes reservorios de líquido, sólido o vapor de agua de la Tierra : océanos , atmósfera , lagos , ríos , agua , mantos freáticos y glaciares . El "motor" de este ciclo es la energía solar que, al promover la evaporación del agua, impulsa todos los demás intercambios.
La ciencia que estudia el ciclo del agua es la hidrología . Se puede desglosar en hidrogeología , hidrología superficial , hidráulica urbana , etc.
Embalses | Volumen (10 6 km 3 ) |
Volumen porcentual del total |
Tiempo de residencia | |
---|---|---|---|---|
Océanos | 1370 | 97.25 | 3200 años | |
Casquetes polares y glaciares | antártico | 29 | 2,05 | 20.000 años |
Heladerías | 20 a 100 años | |||
Aguas subterráneas | poco profundo | 9.5 | 0,68 | 100 a 200 años |
profundo | 10,000 años | |||
Lagos | 0,125 | 0,01 | 50 a 100 años | |
Humedad del suelo | 0,065 | 0,005 | 1 a 2 meses | |
Atmósfera | 0,013 | 0,001 | 9 días | |
Ríos y ríos | 0,0017 | 0,0001 | 2 a 6 meses | |
Biosfera | 0,0006 | 0,00004 | - | |
Cubierta de nieve estacional | - | - | 2 a 6 meses |
Los grandes reservorios de agua en la tierra son, en orden decreciente de volumen:
El tiempo de residencia del agua en un depósito corresponde al tiempo medio durante el cual una molécula de agua permanece allí antes de pasar a otro depósito. El tiempo de residencia del agua es de 9 días en la atmósfera , unos meses en los suelos o en la red hidrográfica , unas décadas en lagos o glaciares de montaña, 3200 años en las montañas. Océanos , 10.000 años en aguas subterráneas profundas y 20.000 años en la capa de hielo de la Antártida.
Las envolturas terrestres contienen agua en cantidades variables: especialmente en el agua superficial , menos en la litosfera y en pequeñas cantidades en la atmósfera y la biosfera .
Calentado por la radiación solar , el agua superficial se evapora . El agua luego se une a la atmósfera en forma de vapor de agua. La evaporación depende de la cantidad de agua disponible, el grado de saturación de vapor del aire, el viento, la luz solar, la temperatura, etc. La evapotranspiración potencial define el flujo de agua que se puede evaporar.
Cuando la atmósfera no está saturada de agua, parte de la precipitación se evapora inmediatamente ( Intercepción de la precipitación ). Esta evaporación también puede continuar después del episodio de lluvias si la atmósfera aún no está saturada. Esta evaporación es tanto más efectiva cuanto más cerca esté de la superficie del suelo. La recuperación evaporativa aparece entonces si una zona insaturada permanece en la atmósfera. Es favorecido por el ascenso capilar .
SudorEntonces ocurre la transpiración de las plantas, hablamos de evapotranspiración . El ciclo descrito anteriormente es esencialmente geoquímico. En realidad, los seres vivos, y más particularmente las plantas , influyen en el ciclo. Las raíces de las plantas bombean agua del suelo y liberan parte de ella a la atmósfera. Asimismo, parte del agua se retiene en las plantas.
De nubes pueden formar cuando la atmósfera está saturada con vapor de agua (que alcanza el punto de rocío ). Están formados por diminutas gotas de agua o partículas de hielo en suspensión. Cuando las gotas alcanzan un gran tamaño, caen en forma de precipitación: lluvia , nieve , granizo o rocío .
Toda la capa de agua evaporada a escala global cae en forma de precipitación, principalmente en los océanos (para 7/9) y parcialmente en los continentes (para 2/9).
El agua precipitada en los continentes se evapora en parte localmente ( reciclaje de la precipitación ), en parte se drena hacia los océanos por la escorrentía superficial y las capas freáticas .
La escorrentía se refiere al fenómeno de flujo hidrológico de agua a la superficie del suelo.
Cuanto más lento es el proceso, más tiempo tiene el agua para interactuar químicamente con el entorno por el que pasa. Por el contrario, cuanto más rápido es el proceso, más marcados son los fenómenos de erosión . También depende de la calidad del lecho rocoso y de las interacciones subterráneas ( hidrogeología ).
Por infiltración y percolación en el suelo , el agua abastece las capas freáticas (subterráneas). Luego cruza la zona vadosa , parte del subsuelo insaturado, entre la superficie y el nivel freático.
El flujo de agua en los acuíferos es relativamente lento, a menudo del orden de un centímetro por año.
El agua de los acuíferos se une a los arroyos a través de manantiales , el océano a través de fuentes submarinas o la atmósfera a través de la evapotranspiración.
La deforestación , las prácticas agrícolas dominantes y la urbanización tienen el efecto de incrementar la escorrentía porque no solo las raíces ya no retienen los suelos por lo que no absorben las lluvias, sino que el suelo mismo, que también absorbe el agua de lluvia se deconstruye ( humus ) ,.
Esto puede resultar en inundaciones más frecuentes.
La deforestación tiene el efecto de reducir la evapotranspiración, como la urbanización y todas las formas de impermeabilización del suelo.
La extracción de agua de los acuíferos puede no tener consecuencias si se respeta la cuota de agua aportada por las lluvias que llegará al acuífero. Cabe señalar que los mantos freáticos profundos se recargan con la climatología de varias décadas o incluso varios siglos y que los niveles superficiales se recargan generalmente muy rápidamente (unos días, unos meses o unos años).
El riego por canales o recuperación es un método que utiliza el desvío de agua y el suministro de agua en grandes cantidades durante un período corto. Este método consume mucha agua, a diferencia de los sistemas de rociadores (pivotes, carretes, rejilla, etc.) o los sistemas de goteo que aportan agua en menor cantidad. Un claro ejemplo de riego por canales es el que ha provocado la disminución del caudal de los ríos y el secado del Mar de Aral . Sin embargo, este método de riego ha demostrado que puede proporcionar agua en áreas con un déficit natural, o incluso reponer fuertemente el agua subterránea como en la Provenza, donde este sistema ancestral repone constantemente los cuerpos de agua subterránea.
Cuando desvía el agua de un mar interior a través de canales que utilizan más agua que la del crecimiento de las plantas, obviamente baja el nivel del mar interior. Este ejemplo no debe usarse como un argumento para bombear agua subterránea justificándose reduciendo el desperdicio usando la técnica de goteo. El agua de arroyo es el excedente, no absorbido por el suelo y la vegetación, de las aguas de una cuenca cuyo caudal varía a lo largo del año. Desviar el agua de los arroyos que desembocan en grandes océanos es diferente y no tan malo como la misma acción en los que desembocan en mares interiores.
El ciclo del agua no solo se debe al sol como se describe en esta página, sino que el agua que se infiltra en la corteza terrestre no puede descender más abajo de lo que permite el magma. En otras palabras, el agua subterránea no solo se detiene por una superficie impermeable, sino también por las contrapresiones de una actividad de un ciclo del agua "magmático". Este ciclo magmático del agua hace girar el agua de la corteza terrestre a través de grietas y espacios subterráneos, transportando calor y materia disuelta. De hecho, podemos decir que el ciclo del agua comprende dos ciclos del agua superpuestos que tienen un límite (flujo intercambiado: cero). Estos dos ciclos de agua solar y magmática, o atmosférica y subterránea profunda, intercambian volúmenes de agua a través de géiseres , manantiales calientes y minerales que son afloramientos "directos" del ciclo profundo en el ciclo atmosférico. Por el contrario, el ciclo del agua atmosférica restaura estos volúmenes mediante la infiltración de agua a lo largo de los cursos de agua. El agua de las precipitaciones no se distribuye uniformemente en el tiempo y el espacio. Además, la naturaleza del suelo no permite recargar las capas freáticas en toda la superficie del territorio. Una gran parte del territorio mantiene las lluvias en la superficie para ser absorbidas por el crecimiento vegetal o para escurrirse directamente a los ríos. Por lo tanto, el agua subterránea rara vez se recarga durante lluvias importantes y en áreas propensas a inundaciones y, por lo tanto, temporales y parciales. Por otro lado, los ríos tienen la función de recargar permanentemente el agua subterránea en la superficie de sus lechos menores.
El agua que queda almacenada en los reservorios naturales se caracteriza por un tiempo de residencia promedio, de duración variable: se estima en promedio en “9.5 días en la atmósfera, 17 días en los ríos y 1.8 años en los ríos. Suelos, 30 años en lagos de agua dulce, 3000 años en el océano y casi 10.000 años en algunos glaciares ”
El ciclo del agua a escalas geológicas es más complejo que el modelo anterior. Durante su larga existencia, 4 mil millones de años, la Tierra ha perdido una cuarta parte de su agua. Si las moléculas de agua, H 2 O, son demasiado pesados para escapar directamente al espacio (ver escape atmosférico ), pueden descomponerse bajo diversas acciones químicas y bioquímicas en moléculas de oxígeno e hidrógeno (ver Metanogénesis , fotosíntesis ). El hidrógeno, mucho más ligero, se escapa fácilmente al espacio. Por tanto, la composición química de la atmósfera juega un papel importante en la historia del agua terrestre.