El Ciclo del Agua

Algunos hechos sobre los glaciares y las capas de hielo

• Los glaciares cubren un 10-11 por ciento de toda la superficie de la Tierra.
• Si en el día de hoy, todos los glaciares se derritieran, el nivel del mar subiría alrededor de 70 metros (230 pies). Fuente: Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo
• Durante la última edad de hielo el nivel del mar se encontraba alrededor de 122 metros (400 pies) más abajo del nivel a que está hoy día, y los glaciares cubrían casi un tercio de la superficie terrestre.
• Durante el ultimo período cálido, 125,000 años atrás, los mares estaban alrededor de 5.5 metros (18 pies) más arriba del nivel a que están hoy día. Alrededor de tres millones de años atrás, los mares podrían haber estado 50.3 (165 pies) metros más arriba.

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El agua de deshielo fluye hacia los cursos de agua: El movimiento del agua de deshielo de nieves y hielos, como escorrentía superficial que fluye hacia los cursos de agua.

Si tu vives en Florida o en la Riviera Francesa, no te despertarás todas las mañanas preguntándote como la nieve que se derrite contribuye al ciclo del agua. Pero, a nivel mundial, la escorrentía producida por el derretimiento de la nieve es una parte importante del movimiento del agua en la Tierra. En los climas fríos, la mayor parte del caudal de los ríos durante la primavera proviene de la nieve y del hielo derretidos. Además de las inundaciones, el rápido derretimiento de la nieve puede causar deslizamientos de tierra y desplazamiento de materiales sólidos.

Una buena forma de comprender como el deshielo afecta los caudales de los ríos consiste en observar el hidrograma que se muestra aquí debajo. Este hidrograma muestra el caudal diario promedio (caudal promedio para cada día) para el río North Fork, registrado durante 4 años en la Represa North Fork en California. Los picos más altos de la gráfica se deben principalmente el resultado del deshielo. Compara y verás que el promedio diario mínimo durante marzo de 2000, fue de 1,200 pies cúbicos por segundo; mientras que durante agosto, el caudal varió entre 55-57 pies cúbicos por segundo.

La escorrentía producida por el deshielo, varía por estación y por año. Compara las picos máximos de caudal durante el año 2000 con los picos muchos menores del 2001. Parece ser, que durante el año 2001 hubo una gran sequía en esa área de California. La falta de agua almacenada en forma de nieve durante el invierno, puede afectar la cantidad de agua disponible el resto del año.

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Escorrentía superficial: Escorrentía de lluvia (aquella escorrentía producida por el agua de lluvia) que corre sobre la superficie del suelo, hacia la corriente de agua más cercana.
La escorrentía superficial, es la escorrentía de lluvia que corre sobre el terreno.

La mayor parte de las personas piensas simplemente que, la lluvia cae sobre la tierra, fluye sobre ella (escorrentía de lluvia), y corre hacía los ríos, los cuales se descargan a los océanos. Esto es algo simplificado, ya que los ríos también ganan y pierden agua a través del suelo. Sin embargo, la mayor parte del agua de los ríos proviene directamente de la escorrentía que fluye por la superficie, denominada escorrentía superficial.

Generalmente, parte de la lluvia que cae es absorbida por el suelo, pero cuando la lluvia cae sobre suelo saturado o impermeable comienza a correr sobre el suelo, siguiendo la pendiente del mismo. Durante las lluvias fuertes, verás pequeños cordones de agua corriendo cuesta abajo. El agua corre por canales a medida que se dirige a los grandes ríos. Esta imagen muestra un ejemplo de cómo la escorrentía superficial entra en una pequeña cañada. En este caso, la escorrentía corre sobre suelo desnudo, arrastrando consigo gran cantidad de sedimento que es depositado en el río (esto es malo para la calidad del agua). El agua de escorrentía que esta ingresando a esta cañada esta comenzando su viaje de retorno hacia el océano.

Como sucede en todas las partes del ciclo del agua, la relación entre precipitación y escorrentía superficial varía de acuerdo al tiempo y la geografía. Tormentas similares en la selva Amazónica y en el desierto del sudoeste de E.E.U.U. tendrán distintos efectos. La escorrentía superficial es afectada por factores meteorológicos y por la geología física y topografía del lugar. Únicamente un tercio de la lluvia que cae corre en forma de escorrentía hacia los océanos; la fracción restante, se evapora o es absorbida por el suelo pasando a formar parte del agua subterránea.

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Corriente de agua: El movimiento de agua en su canal natural, como un río

El U.S. Geological Survey utiliza el término "corriente de agua" para referirse a la cantidad de agua que corre en un río, arroyo o cañada.

Importancia de los ríos.

Los ríos no son importantes únicamente para las personas, también lo son para el resto de los seres vivos. No son únicamente un lindo lugar para que las personas (y sus perros) jueguen, las personas también los utilizan para abastecerse de agua potable y agua de riego, para producir electricidad, para eliminar residuos (en el mejor de los casos, residuos tratados), para transportar mercadería, y para obtener comida. Los ríos son los principales ambientes donde se desarrollan plantas y animales. Los ríos ayudan a mantener los acuíferos llenos de agua, ya que descargan agua hacia los mismos a través de sus lechos. Y, los océanos se mantienen con agua, ya que los ríos y la escorrentía continuamente están descargando agua en ellos.

Las cuencas y los ríos

Cuando se piensa en un río es importante pensar en su cuenca. ¿Qué es una cuenca?. Si tu estas parado sobre tierra en este momento, mira hacia abajo. Tu, y todas las personas están paradas en una cuenca. La cuenca, es el área donde toda el agua que cae dentro de esta y drena, se dirigirá hacia un mismo punto. Las cuencas pueden ser tan chicas como la huella de una pisada en el barro, o tan grandes como para incluir a toda la porción de tierra que drena hacia el río Mississippi en el punto que desemboca en el Golfo de Méjico. Cuencas pequeñas, se encuentran dentro de cuencas más grandes. Las cuencas son importantes ya que el cuerpo de agua y la calidad del mismo se ven afectados por lo que sucede en la cuenca, ya sea por causas naturales o provocado por el hombre.

La corriente de los cursos de agua está siempre cambiando

La corriente esta siempre cambiando, día tras día, incluso minuto a minuto. La escorrentía en la cuenca producida por la lluvia, es el principal factor que afecta a la corriente. La lluvia provoca la crecida de los ríos; un río puede crecer aunque la lluvia se haya producido en un punto mucho más arriba de la cuenca---recuerda que toda al agua que cae en una cuenca, eventualmente, drena hacia un mismo punto. El tamaño de un río es altamente dependiente del tamaño de su cuenca. Los grandes ríos presentan cuencas grandes y los pequeños, cuencas pequeñas. De la misma forma, ríos de distintos tamaños, reaccionan de manera distintas frente a las tormentas y las lluvias. El nivel de los grandes ríos aumenta y disminuye de una forma más lenta que el de los de menor tamaño. En una cuenca pequeña, la crecida y la vuelta al nivel normal del agua, se produce posiblemente en cuestión de minutos o horas. A los grandes ríos les llevará días este proceso, por lo que las inundaciones pueden durar varios días.

Almacenamiento de agua dulce: Agua dulce que se encuentra en la superficie de la Tierra.

Una parte del ciclo del agua que obviamente es esencial para la vida en la Tierra, es el agua dulce superficial. Simplemente pregúntale a tu vecino, a una planta de tomate, a una trucha o a ese molesto mosquito. El agua superficial incluye los arroyos, estanques, lagos, reservorios (lagos creados por el hombre), y humedales de agua dulce.

La cantidad de agua en los ríos y lagos esta permanentemente cambiando, debido a las entradas y salidas del agua al sistema. El agua que entra proviene de las precipitaciones, de la escorrentía superficial, del agua subterránea que se filtra hacia la superficie, y de los ríos tributarios. La pérdida de agua de los lagos y ríos se debe a la evaporación y a la descarga hacia aguas subterráneas. Los seres humanos también usan el agua superficial para satisfacer sus necesidades. La cantidad y localización del agua superficial varia en el tiempo y el espacio, ya sea por causas naturales o debido a la acción del hombre.

El agua superficial mantiene la vida.

Como muestra esta imagen del Delta del Nilo, la vida puede darse en el desierto siempre que haya disponibilidad de agua superficial (o subterránea). El agua superficial realmente mantiene la vida. Además el agua subterránea existe debido al descenso del agua superficial hacia los acuíferos subterráneos. El agua dulce es relativamente escasa en la superficie de la Tierra. Únicamente un tres por ciento del agua de la Tierra es agua dulce y, los lagos y estanques de agua dulce constituyen un 0,29 por ciento del agua dulce de la Tierra. El veinte por ciento de toda el agua dulce se encuentra en un único lago, este es el Lago Baikal en Asia. Otro veinte por ciento, es almacenado en los Grandes Lagos (Hurón, Michigan y Superior). Los ríos contienen únicamente un 0,006 por ciento de todas las reservas de agua dulce. Como puedes ver, la vida en la Tierra se mantiene con el equivalente de "una gota en el balde" del total de agua en la Tierra!.

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Infiltración: El movimiento descendente del agua desde la superficie de la Tierra hacia el suelo o las rocas porosas
El agua subterránea comienza como precipitación

En cualquier parte del mundo, una porción del agua que cae como precipitación y nieve se infiltra hacia el suelo subsuperficial y hacia las rocas. La cantidad infiltrada depende de un gran número de factores. La infiltración de la precipitación que cae sobre la capa de hielo en Groenlandia, puede ser muy pequeña, mientras que, como muestra la figura del arroyo desapareciendo dentro de un cueva en Georgia, un arroyo puede transformarse directamente en agua subterránea, desapareciendo.

Parte del agua que se infiltra, permanece en las capas más superficiales del suelo y puede volver a entrar a un curso de agua debido a que se filtra hacia el mismo. Otra parte del agua puede infiltrarse a mayor profundidad, recargando así los acuíferos subterráneos. Si los acuíferos son lo suficientemente porosos y poco profundos como para permitir que el agua se mueva libremente a través de ellos, la gente puede realizar perforaciones en el suelo y utilizar el agua para satisfacer sus necesidades. El agua puede viajar largas distancias, o permanecer por largos períodos como agua subterránea antes de retornar a la superficie, o filtrarse hacia otros cuerpos de agua, como arroyos o océanos.

Agua subsuperficial

A medida que el agua se infiltra en el suelo subsuperficial, generalmente forma una zona no-saturada y otra saturada. En la zona de no-saturación, hay algo de agua presente en las aperturas del material subsuperficial, pero el suelo no se encuentra saturado. La parte superior de la zona no-saturada es la zona del suelo. La zona del suelo presenta espacios creados por las raíces de las plantas que permite que la precipitación se infiltre dentro del suelo. El agua del suelo es utilizada por las plantas. Por debajo de la zona no-saturada, se encuentra una zona saturada, donde el agua ocupa por completo los espacios que se encuentran entre las partículas del suelo y las rocas. Las personas pueden realizar perforaciones para extraer el agua que se encuentra en esta zona.

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Descarga de agua subterránea: El movimiento del agua hacia afuera del suelo

Todos los días, tú ves el agua que te rodea en lagos, ríos, hielo, lluvia y nieve. Pero también hay una gran cantidad de agua que no vemos --- el agua que existe y se mueve dentro del suelo. El agua subterránea es, en muchos casos, el principal contribuyente de los cursos de agua. Las personas han utilizado el agua subterránea por cientos de años y lo continúan haciendo hasta el día de hoy, principalmente para beber y para riego. La vida en la Tierra depende del agua subterránea como también depende del agua superficial.

El agua subterránea fluye bajo la superficie

Una porción de la precipitación que cae sobre la tierra, se infiltra en el suelo y pasa a formar parte del agua subterránea. Una vez en el suelo, parte de esta agua se mueve cerca de la superficie de la tierra y emerge rápidamente siendo descargada en los lechos de las corrientes de agua, pero debido a la gravedad, una gran parte de ésta continúa moviéndose hacia zonas más profundas.

Como muestra este diagrama, la dirección y velocidad del movimiento del agua subterránea están determinadas por varias características del acuífero y de las capas confinadas del suelo (donde el agua tiene dificultad en penetrar). El movimiento del agua por debajo de la superficie depende de la permeabilidad (que tan fácil o difícil es el movimiento del agua) y de la porosidad (la cantidad de espacio abierto en el material) de la roca subsuperficial. Si la roca permite que el agua se mueva de una forma relativamente libre dentro de ella, el agua puede moverse distancias significativas en un corto período de tiempo. Pero el agua también puede moverse hacia acuíferos más profundos, desde donde demorará años en volver a ser parte del ambiente.

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Manantial: Lugar donde el agua subterráneas es descargada hacia la superficie.
¿Qué es un manantial?

Un manantial resulta cuando un acuífero se llena hasta el punto en que el agua se desborda a la superficie de la tierra. Los manantiales varían en tamaño, desde pequeños manantiales que únicamente fluyen después de grandes lluvias, a grandes piscinas donde fluyen millones de litros de agua diariamente.

Los manantiales pueden formarse en cualquier tipo de roca, pero se encuentran principalmente en las calizas y dolomitas. Este tipo de roca se disuelve fácilmente con la lluvia y se fractura. El agua resultante es ácida. A medida que la roca se disuelve y fractura, se forman espacios que permiten que el agua fluya. Si el flujo es horizontal, éste puede alcanzar la superficie de la tierra, resultando en un manantial.

El agua de un manantial no siempre es transparente.

El agua de un manantial generalmente es transparente, aunque en algunos caso puede presentar cierto color marrón. Esta imagen muestra un manantial natural en el sur de Colorado. Este color rojo hierro se debe a que el agua ha estado en contacto con minerales. En Florida (E.E.U.U.), muchas aguas superficiales contienen taninos ácidos naturales. Estos taninos provienen de la materia orgánica de las rocas subterráneas, el agua se tiñe cuando entra en contacto con estas rocas. La descarga de agua de un manantial fuertemente coloreada puede indicar que el agua esta fluyendo rápidamente por grandes canales dentro del acuífero, sin estar siendo filtrada a través de la roca caliza.

Manantiales termales

Los manantiales termales son manantiales comunes, salvo que el agua está tibia, o en algunos casos caliente, como en los lodos burbujeantes en el Parque nacional de Yelolwstone en Wyoming, E.E.U.U. Muchos manantiales termales se encuentran en regiones con actividad volcánica reciente, su agua es caliente ya que el agua que los alimenta ha estado en contacto con rocas que están a altas temperaturas ubicadas en las zonas más profundas. Las rocas se vuelven más calientes a medida que aumenta la profundidad, si el agua subterránea profunda alcanza una gran grieta que ofrece un camino hacia la superficie, se puede producir un manantial termal. Los famosos Manantiales Tibios de Georgia y Manantiales Calientes de Arkansas son de este tipo. Si, los manantiales termales se encuentran en todo el mundo, incluso pueden coexistir con los glaciares, como te pueden contar estas felices personas que viven en Groenlandia.

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Transpiración: Proceso mediante el cual el vapor de agua se escapa de las plantas y entra a la atmósfera
Transpiración y las hojas el las plantas

La transpiración es el proceso por el cual el agua es llevada desde las raíces hasta pequeños poros que se encuentran en la cara inferior de las hojas, donde se transforma en vapor de agua y se libera a la atmósfera. La transpiración, es esencialmente la evaporación del agua desde las hojas de las plantas. Se estima que alrededor de un 10% de la humedad de la atmósfera proviene de la transpiración de las plantas.

La transpiración de las plantas es un procesos que no se ve---debido a que el agua se evapora de la superficie de la hoja, tu no ves las hojas "transpirando". Durante la estación de crecimiento, una hoja transpirará una cantidad de agua mucho mayor a su propio peso. Un acre plantado con maíz, produce cerca de 11,400 - 15,100 litros (3,000- 4,000 galones) de agua por día, y un roble grande puede transpirar alrededor de 151,000 litros (40,000 galones) por año.

Factores atmosféricos que afectan la transpiración

La cantidad de agua que transpiran las plantas varía según la región geográfica y a través del tiempo. Hay varios factores que determinan las tasas de transpiración:

• Temperatura: La tasa de transpiración aumenta a medida que aumenta la temperatura, especialmente durante la estación de crecimiento, cuando el aire está más cálido.
• Humedad relativa: A medida que aumenta la humedad del aire que rodea a la planta, la tasa de transpiración disminuye. Es más fácil para el agua evaporarse hacia el aire seco que hacia el aire saturado.
• El viento y el movimiento del aire: El aumento en el movimiento del aire que rodea a la planta, provocará una mayor transpiración
• Tipos de plantas: Las distintas plantas, presentan distintas tasas de transpiración. Algunas de las plantas que crecen en las zonas áridas, como los cactus, conservan la tan preciada agua transpirando menos.

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Agua subterránea almacenada: El agua debajo de la tierra, ha estado ahí por millones de años
El agua almacenada forma parte del ciclo del agua

Grandes cantidades de agua son almacenadas en el suelo. El agua se sigue moviendo, aunque de manera muy lenta, y sigue siendo parte del ciclo del agua. La mayor parte del agua del suelo proviene del agua de lluvia que se infiltra a través de la superficie del suelo. La capa superior del suelo, es la zona no-saturada, donde las cantidades de agua varían con el tiempo, pero no alcanzan a saturar el suelo. Por debajo de esta capa, se encuentra la zona de saturación, dónde todos los poros, grietas y espacios entre las partículas de roca se encuentran llenos de agua. El término agua subterránea es utilizado para describir esta zona. Otro término para el agua subterránea es "acuífero". Los acuíferos, son los grandes almacenes de agua en la Tierra y muchas personas alrededor de todo el mundo dependen del agua subterránea en su diario vivir.

Para encontrar agua, mira debajo de la capa—la napa

Espero que valores la hora que pase bajo el radiante sol, excavando este pozo en la playa. Esta es una buena forma de ilustrar el concepto de cómo a cierta profundidad, el suelo, si es lo suficientemente permeable como para almacenar agua, se satura de agua. La parte superior de esta piscina que se formó en el pozo es la napa. Las olas del océano se encuentran a la derecha de este pozo, el nivel de agua en el mismo, es igual al nivel del agua del océano. El nivel del agua del océano varía minuto a minuto, debido al movimiento de la marea, por lo que el nivel del agua de la napa también lo hace.

De alguna manera, este hoyo puede ser utilizado para obtener agua. Si esta imagen mostrara agua dulce, las personas podrían tomar un balde y abastecerse con esta agua. Tu sabes que en la playa, si tomas un balde y tratas de vaciar el hoyo, éste se llenará inmediatamente, esto sucede debido a que la arena es tan permeable que el agua fácilmente pasa a través de ella, esto significa que nuestro "pozo" tiene un gran rendimiento. Para obtener agua, las personas deben excavar lo suficientemente profundo como para alcanzar un acuífero. El pozo puede alcanzar docenas o miles de pies de profundidad. Pero el concepto es el mismo al de nuestro hoyo en la playa—hay que alcanzar la zona del suelo dónde los espacios libres de roca están llenos de agua.

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Distribución global del agua

Para una descripción detallada de donde se encuentra el agua de la Tierra, mira el gráfico de barras de abajo y la tabla de datos. Observa que, del total de agua de la Tierra, 1,386 millones de kilómetros cúbicos (332.5 millones de millas cúbicas), alrededor de un 96 por ciento, es agua salada. Del agua dulce total, un 68 por ciento está confinada en los glaciares y la nieve. Un 30 por ciento del agua dulce está en el suelo. Las fuentes superficiales de agua dulce, como lagos y ríos, solamente corresponden a unos 93,100 kilómetros cúbicos (22,300 millas cúbicas), lo que representa un 1/150 del uno por ciento del total del agua. A pesar de esto, los ríos y lagos son la principal fuente de agua que la población usa a diario.

Una estimación de la distribución del agua global:

Fuente de agua	Volumen de agua, en metros cúbicos	Volumen de agua, en millas cúbicas	Porcentaje de agua dulce	Porcentaje total de agua
Océanos, Mares y Bahías	1,338,000,000	321,000,000	--	96.5
Capas de hielo, Glaciares y Nieves Perpetuas	24,064,000	5,773,000	68.7	1.74
Agua subterránea	23,400,000	5,614,000	--	1.7
Dulce	10,530,000	2,526,000	30.1	0.76
Salada	12,870,000	3,088,000	--	0.94
Humedad del suelo	16,500	3,959	0.05	0.001
Hielo en el suelo y gelisuelo (permafrost)	300,000	71,970	0.86	0.022
Lagos	176,400	42,320	--	0.013
Dulce	91,000	21,830	0.26	0.007
Salada	85,400	20,490	--	0.006
Atmósfera	12,900	3,095	0.04	0.001
Agua de pantano	11,470	2,752	0.03	0.0008
Ríos	2,120	509	0.006	0.0002
Agua biológica	1,120	269	0.003	0.0001
Total	1,386,000,000	332,500,000	-	100
Fuente: Gleick, P. H., 1996: Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2, pp.817-823.