Oceanografía química
La exclusión de la salmuera es el proceso que se da durante el crecimiento del hielo marino. Este proceso juega un papel importante en el océano polar. Se ha estudiado cuantitativamente en el campo y en laboratorio, en diversas condiciones, el crecimiento del hielo marino.1
En el curso de observaciones oceanográficas, cuando se produce el incremento del hielo marino en el invierno antártico se encontró que una convección halina, inducida por la exclusión de salmuera, cambió la estructura de la salinidad del agua de la plataforma de una distribución estratificada a una condición homogénea, incrementando la salinización del agua. La aparición de la salmuera excluida cayendo en el agua de mar se observó experimentalmente por medio de un sistema óptico basado en el efecto Schlieren, con los siguientes resultados: La salmuera excluida formó delgados y largos filamentos verticales a partir de posiciones fijas en la interface agua - hielo y cayó en el agua de mar subyacente sin difusión apreciable.
Las características de los filamentos de salmuera variaron con la tasa de crecimiento de hielo. A una tasa superior de crecimiento del hielo, un mayor número de filamentos más delgados de salmuera cayó a una velocidad inferior. Las mediciones directas se hicieron de la salinidad y del volumen de la salmuera excluidos para diversas condiciones de crecimiento del hielo.
Los aumentos de la salinidad de salmuera y el flujo de volumen disminuye a medida que disminuye la velocidad de crecimiento del hielo. En consecuencia, el flujo de sal de la salmuera disminuye con la disminución de la tasa de crecimiento de hielo y por lo tanto la cantidad de sal excluidos como salmuera altamente depende de su volumen en lugar de su salinidad.
El volumen total de salmuera excluidos durante una secuencia de formación de hielo depende de la duración de la formación, así como la tasa de crecimiento de hielo. Se incrementa con un aumento tanto en la tasa de crecimiento como de la duración, es decir, con un aumento en la masa de hielo acrecido.
Así pues, el proceso de exclusión de salmuera arroja luz sobre un cambio en la salinidad del hielo marino natural bajo varias condiciones de crecimiento del hielo. Cuando se necesita más tiempo para un mar de hielo que crezca a un espesor fijo, el hielo del mar tiene una salinidad más baja. Esto es debido a la exclusión de una mayor cantidad de salmuera con una salinidad mayor durante la formación de hielo marino. Mientras tanto, un mar de hielo más gruesa crecido durante un período fijo de tiempo tiene una salinidad superior. Esto es debido a la exclusión de una cantidad menor de salmuera con una salinidad inferior por unidad de masa de hielo crecido durante el período.
Los resultados anteriores sugieren que la salinidad y el volumen de salmuera excluidos durante la formación de hielo del mar se puede estimar aproximadamente en el futuro mediante la medición de la duración de la formación, el espesor y la salinidad del hielo marino.
Si la placa de hielo resiste al verano sin descongelarse por completo, el hielo habrá dado un nuevo salto adelante, pasando a ser considerado hielo multianual. El hielo de primer año tiene unas 10 partes por 1000 de sal. En el hielo multianual este contenido se reduce a apenas 2 partes por 1000. Este hecho contribuye a dar rigidez al hielo marino o banquisa, a hacerlo más sólido y resistente de cara a afrontar su segunda y posteriores temporadas de crecimiento invernal. El espesor típico del hielo multianual es de unos 3 metros, soliendo quedar a partir de este punto en un balance aproximado entre crecimiento invernal y deshielo estival.
lisoclina es la profundidad por debajo de la cual la mayor parte de los carbonatos de los sedimentos del suelo oceánico se disuelven en el agua marina.1
Por debajo de este nivel sólo quedan sin disolver los carbonatos más resistentes, como los foraminíferos calcáreos, por lo que en los sedimentos todavía hay restos de carbonatos. Existe un segundo nivel, el llamado "nivel de compensación de la calcita" o "profundidad de compensación de la calcita" (NCC/PCC, o CCD: del inglésCalcite Compensation Depth), más profundo, por debajo del cual la totalidad de los carbonatos se disuelven.1
Lisoclina actual
Por lo general, en la actualidad la lisoclina se encuentra entre los 3.000 y 5.000 metros de profundidad,1 cifra similar a la media de profundidad de los océanos. La lisoclina puede variar atendiendo a múltiples factores, entre los que se encuentran la concentración de CO2, el nivel de acidez de las aguas,2 o la latitud, llegando a estar en lugares como la Antártida apenas unos cientos de metros por debajo de la superficie.
La necesidad de una determinada profundidad para la disolución de carbonatos se debe a que la solubilidad de los mismos aumenta con la disminución de latemperatura y con el aumento de la presión.3 Es precisamente esta dependencia con la temperatura la responsable de que la lisoclina y la PCC no sean paralelas en el océano, estando generalmente la PCC más alejada de la lisoclina en el centro de la cuenca oceánica y más próxima en los márgenes.4
No obstante, en otras épocas la lisoclina ha sufrido variaciones importantes, como por ejemplo hace 55 millones de años durante el máximo térmico del Paleoceno-Eoceno, donde se elevó drásticamente por todo el planeta,5 debido al aumento de temperatura y de CO2.
La nieve marina son pequeñas partículas de materia orgánica que caen al fondo marino y que en altas concentraciones dan la sensación cómo si nevase, de ahí su nombre.
Está formada por una gran variedad de organismos microscópicos, como bacterias y células de fitoplancton, además de restos de otros organismos, de restos fecales, partículas de arena muy fina, masas de materia orgánica y plantas que se generan en la parte más cercana a la superficie del mar, como las algas, que al caer al fondo marino sirven de alimento a los organismos que viven allí. Es un proceso en el que la materia orgánica de las partículas de nieve marina que se generan en las capas altas e iluminadas llegan a las capas más intermedias e incluso al profundo y oscuro fondo abisal. Con un promedio de caída de 20 metros por día, tarda semanas enteras en recorrerlo.
Durante su hundimiento una gran comunidad de microbios heterotróficos y de bacterias se adhieren a las partículas digeriendo a la vez que transformando la composición original.
Constituye una parte importante de la cadena de alimentación de muchos animales de la zona abisal, que se alimentan de restos de organismos muertos que descienden entre las corrientes como nieve marina hasta llegar a las profundidades del océano, y contribuye a la formación del sapropel.
sal marina es la sal procedente de la evaporación del agua de mar, frente a la sal gema o sal de roca extraída de minasterrestres. Las salinas son los centros por excelencia de producción de sal marina.
Composición
Por regla general, la sal marina tiene un 86 % de cloruro sódico (NaCl) y trazas de oligoelementos como calcio, cloruro de magnesio, potasio, yodo y manganeso. La sal marina refinada es compuesta casi exclusivamente de cloruro de sodio (más de 99 %).
La composición de la sal marina varía dependiendo de la situación geográfica de la salina. Así la sal del océano Atlántico es más rica en sales de magnesio y en partículas de flora marina (plancton, algas microscópicas) que la sal del mar Mediterráneo. La flor de sal, que se cosecha en la superficie de la salmuera de las eras de la salinas, tiene más proporción de yodo.
Métodos de obtención
La sal marina es cosechada generalmente en salinas en grandes extensiones de terreno cerca del litoral en donde la acción del sol y de los vientos favorece la evaporación del agua de mar hasta la saturación y la posterior cristalización de la sal marina. Se sitúan sobre todo en marismas costeras donde la nula altitud facilita la canalización del agua de las mareas hasta las eras de evaporación. La salina marítima de evaporación solar más septentrional de Europa se encuentra en la marisma deSéné, en la costa meridional de la Bretaña francesa; hoy en día sin actividad salinera.
En regiones más frías y húmedas, se requieren otros medios de evaporación del agua de mar. La cristalización de la sal se efectúa entonces en factorías donde el agua de mar es hervida en unos recipientes de poca altura: las sartenes de evaporación. Es el proceso utilizado en el pueblo de Maldon, en Inglaterra.
Ambos procedimientos fueron utilizados desde la Edad del Hierro pero, con el desarrollo de los medios de transporte, las factorías de sal ignígena (por la acción del fuego) no soportaron la competencia de las salinas solares, cuya producción era mucho mayor y menos costosa.
Usos
La sal marina y la sal química comparten en segmentos de mercado el mismo uso, aplicaciones químicas, textil, tratamientos de agua y descalcificación, siendo la sal marina más apreciada en la alimentación y en la gastronomía en general por su origen natural, su sabor más exquisito y riqueza en minerales y oligoelementos. La diferentes granulometrías de sal marina permiten ser utilizadas para diferentes aplicaciones, tradicionalmente en la elaboración de salazones de pescados, como puede ser el bacalao, las anchoas, las sardinas, así como de carnes, para salar los jamones y embutidos.
Salinas en España
En el litoral mediterráneo español se encuentran diversas salinas marinas, y las más destacadas ―de norte a sur― son:
- las salinas de la Trinidad (Infosa), únicas salinas marinas de Cataluña, ubicadas en la Punta de la Banya, en Delta del Ebro. Además de cristalizar sal marina en sus diferentes variedades, es uno de los primeros productores españoles de una variedad gourmet de la sal marina, la flor de sal1 .
- las salinas de Bras del Port-Alicante, en Torrevieja (Alicante).
- las salinas de San Pedro del Pinatar (en Murcia).
La salinidad es el contenido de sales minerales disueltas en un cuerpo de agua. Dicho de otra manera, es válida la expresión salinidad para referirse al contenido salino en suelos o en agua. El sabor salado del agua se debe a que contiene cloruro de sodio (NaCl). El porcentaje medio que existe en los océanos es de 3,5% (35 gramos por cada litro de agua). Además esta salinidad varía según la intensidad de la evaporación o el aporte de agua dulce de los ríos aumente en relación a la cantidad de agua. La acción y efecto de disminuir o aumentar la salinidad se denomina desalinización ysalinización, respectivamente. Por cierto, la mayoría de los lagos son de agua dulce. Pero, en las masas de agua de mayor salinidad, es más posible flotar con facilidad. Aunque, aún así en la hidrósfera, se ha comprobado que la mayor parte de la agua, es salada.
Definiciones
Este proceso de evaporación es más intenso en las zonas tropicales, y menor en las zonas polares. Las aguas superficiales son más saladas porque la evaporación hace que la concentración de sal aumente. El contenido salino de muchos lagos, ríos, o arroyos es tan pequeño, que a esas aguas se las denomina agua dulce. El contenido de sal en agua potable es, por definición, menor a 0,05 %. Si no, el agua es señalada como salobre, o definida como salina si contiene de 3 a 5 % de sal en volumen. Por encima de 5% se la considera salmuera. El océano es naturalmente salino con aproximadamente 3,5 % de sal (ver agua de mar). Algunos lagos o mares son más salinos. El mar Muerto, por ejemplo, tiene un contenido superficial de alrededor del 15 %.
| Salinidad del agua | |||
|---|---|---|---|
| Agua dulce | Agua salobre | Agua de mar | Salmuera |
| < 0,05 % | 0,05 – 3 % | 3 – 5 % | > 5 % |
| < 0,5 g/L | 0,5 – 30 g/L | 30 – 50 g/L | > 50 g/L |
El término técnico de salinidad en el océano es halinidad, ya que realmente halinos—cloro es el anión más abundante en la mezcla de elementos disueltos. Enoceanografía, ha sido tradicional expresar la halinidad, no en porcentaje, sino en partes por mil (‰), que es aproximadamente gramos de sal por litro de solución: g/L. Antes de 1978, la salinidad o halinidad se expresaba como ‰, basándose en la relación de conductividad eléctrica de la muestra de "agua de Copenhage" (agua de manantial que se distribuye como una muestra estándar mundial). En 1978, los oceanógrafos redefinen la salinidad en Unidades Prácticas de Salinidad (ups, psu): relación de conductividad de una muestra de agua de mar con una solución estándar de KCl. Como las relaciones no tienen unidades, pero no es el caso aquí ya que35 psu exactamente equivale a 35 g de sal por litro de solución.
Aunque pareciera esotérico y oscura esta manera de medir concentraciones, es muy práctica; pero será necesario recordar que la salinidad es la suma en peso de muchos y diferentes elementos dentro de un volumen dado de agua. Una determinación precisa de salinidad no solo como concentración de solutos, es conocer la cantidad de cada sustancia (como por ejemplo, el cloruro de sodio) que requiere de química analítica, frente a una simple determinación de peso del residuo seco luego de evaporar la muestra (un método de determinar salinidad). El volumen es influenciado por la temperatura del agua; y la composición de las sales no es constante (aunque es muy semejante, en capas semejantes, en los océanos). Las aguas salinas de los mares interiores pueden tener una composición diferente de la de los océanos. Por esta razón, estas aguas son denominadas salinas, diferenciándose de las oceánicas, donde se aplica el término halina.
Unidades
En oceanografía, el salinidad se expresa tradicionalmente en partes por mil, considerando aproximadamente la densidad como la unidad corresponde a gramos de sal por litro de solución. En química analítica se expresa la salinidad en mg/l ó ppm.
En 1978, cuando desde el principio del siglo XX se utilizaba la referencia a la clorinidad, la salinidad o halinidad se expresaron como ‰ sobre la base de la conductividad eléctrica en referencia a una muestra de agua de mar artificial utilizada como estándar. 1
La nueva Escala Práctica de Salinidad fue posteriormente refinada aún más por oceanógrafos de todo el mundo con la introducción de la unidad de medida en "ups" o "PSU", por su sigla en inglés, (Practical Salinity Units), correspondiente a la relación entre la conductividad de una muestra de agua de mar y la de una solución estándar de KCl formado por 32,4356 gramos de sal disuelta en 1 kg de solución a 15 °C.2 3
Los informes son adimensionales y 35 psu es equivalente a 35 gramos de sal por litro de solución. 4
Sistemas de clasificación de cuerpos de agua basados en la salinidad
| SERIES TALÁSICAS | |
| >300 ‰ | -------------------- |
| hiperhalina | |
| 60 a 80 ‰ | -------------------- |
| metahalina | |
| 40 ‰ | -------------------- |
| mixoeuhalina | |
| 30 ‰ | -------------------- |
| polihalina | |
| 18 ‰ | -------------------- |
| mesohalina | |
| 5 ‰ | -------------------- |
| oligohalina | |
| 0,5 ‰ | -------------------- |
La salinidad del agua es una variable que se mide por un indicador según su conductividad eléctrica.
El agua marina es la del océano, otra notación es mar euhalino. Su rango de salinidad es de 30 a 35 ‰. Mares salobres son aguas con salinidad entre 0,5 a 29 ‰ y mares metahalinos de 36 a 40 ‰. Todas estas aguas entran en talásicas por su salinidad es del océano; definiéndose como homoiohalinas si la salinidad no varía mucho en el tiempo (esencialmente invariante). La Tabla, modifidada por Por (1972), sigue el "Sistema de Venecia" (1959).
En contraste con un ambiente homoiohalino, están ciertos ambientes poiquilohalinos (que podrían llegar a ser talásicos) en donde la variación de salinidad es biológicamente significativa (Dahl, 1956).
Las aguas poiquilohalinas varían de 0,5 ‰ a más de 300 ‰. La característica de estas aguas es su variación en salinidad sobre un rango estacional biológicamente afectante, o en otras escalas de tiempo. Para ponerlo simple, estos son cuerpos de agua que varían en salinidad.
Cuando el contenido salino del agua es tan alto que precipitan cristales de sal, se está en presencia de salmuera.
Consideraciones ambientales
La salinidad es un factor ambiental de gran importancia, y en buena parte determina los tipos de organismo que pueden vivir en un cuerpo de agua. Las planta adaptadas a condiciones salinas se llaman halófitas. Algunos organismos (mayormente bacterias) que pueden vivir en condiciones muy salinas se clasifican como halófilosextremófilos. De un organismo que puede vivir en un amplio rango de salinidades, se dice que es eurihalino.
Salinidad de algunos cuerpos de agua
A manera de ejemplo se muestran a continuación los datos de salinidad promedio de algunos cuerpos de agua del mundo usados como referencias.
| Cuerpo de agua | Salinidad (‰), (ups) o (partes por mil) |
|---|---|
| Promedio en los océanos | 355 |
| Mar Rojo | 405 |
| Mar Báltico | 6 |
| Mar Caspio | 12 |
| Mar Muerto | 330 |
Salinidad media anual superficial para los océanos, en unidades prácticas de salinidad (PSU) o gramos de sal por litro (de Atlas oceánico mundial 2001
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