Foro CanariasMet

Bueno esto apuntes que tengo por aquí son de hidrología, pero esta muy relacionado con la meteorología, y explican como el ciclo del agua, tal y como lo conocemos en nuestros días, no estaba claro, no hace tantos siglos, intetare hacer un resumen


Antes de entender el ciclo del agua actual, el hombre siempre se había hecho tres preguntas:

1. ¿Cuál es el origen de las aguas que alimentan las fuentes?

2. ¿Cómo es posible que el nivel del mar no suba si continuamente recibe el caudal de los ríos?

3. Por que el agua del mar es salada?

Se han tardado 2800 años en responder a las dos primeras preguntas, y la tercera todavía no tiene una respuesta satisfactoria. La primera referencia escrita que encontramos aparece en la Biblia, y la formulo el Rey Salomón, alrededor del siglo XIII a.C. cunado reunió a su corte de sabios en las estribaciones de la depresión del Mar Muerto y les pregunto: ¿Cómo es posible que el río Jordán vierta sus aguas continuamente al Mar Muerto, y este no suba de nivel?

Veremos que a lo largo de la historia aparecen muchos personajes, con teorías diferentes, que intentas contestar a las dos primeras preguntas.

Hay dos grandes teorías:

1. Teorías Transmutacionistas, en donde por diversas causas el agua se crea o se destruye.

2. Teorías Conservacionistas, donde se considera la masa del agua de la tierra constante y se divide en dos:

2.1. Conservacionistas subterráneas, donde intentan explicar que el agua del mar se filtra en la tierra en el subsuelo y surgen las fuentes. Necesitaba estas teorías de dos mecanismos: unos de elevación de las aguas desde el mar a las fuentes, y otra de desalación para justificar el cambio de agua salada del mar, a agua dulce de las fuentes.

2.2. Conservacionistas aéreos, el agua del mar se evapora y las precipitaciones el infiltrarse en la tierra alimentan las fuentes. Esta teoría es la actual y se basa en el ciclo hidrológico definido por la formula:

Precipitación = Evapotranspiración + Escorrentía + Infiltración.

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La creación de algo tan magnifico no cabra nunca en mis manos, pero estaré dispuesto a admirar cada gota que derrame la tormenta (Patry)

Estación MeteoSanPedro: http://www.ayumar.com/estacion/dvp.htm

Entre los transmutacionistas, podemos citar, aparte de las citas que aparecen en la Biblia, a Aristóteles y Séneca, que justificaban todo, por el cambio de materia, por ejemplo, del aire en agua. Una cita importante de la Biblia es la del diluvio universal, que justificaban que el origen de la lluvia, era grades bolsas de agua en los cielos, que era el producto de la transformación del aire en agua.

Después llegaron los conservacionistas subterráneos, y podemos citar a Plinio el viejo, Descartes, ect.

Cabe mencionar por su importancia a Homero, quien pensaba que debajo de la tierra fluía un gran río subterráneo llamado Tártaro, que alimentaba a las fuentes, y ascendía por los fuegos del interior de la tierra.

Después llego Robert Hooke (1635), que afirmaba al igual que Descarte que era el mar el origen de todas las aguas y que ascendían hasta las fuentes y perdían la sal por capilaridad. Pronto se dio cuenta de su error con un ejemplo canario, en esa época muy de moda en Inglaterra, y era la Cueva del Hielo en el Teide que por entonces pasaba por ser la montaña más alta del mundo. El hielo que hoy todavía se acumula en la cueva le obligo a abandonar esta hipótesis, ya que la capilaridad no daba para tanto, ya que el agua tendría que ascender casi hasta la cima del Teide. Pero Hooke, no se rindió y busco otro mecanismo para explicar el ascenso de las aguas, y fue la diferencia de densidades entre el agua salada y la dulce, 1,027. Por simplificar, adopto el valor de 1,02 que era la razón entre 46 a 45. En un recipiente en forma de “U” 45 metros de agua de mar sostienen a otra rama ascendente de 46 metros de agua dulce. Para explicar las fuente solo había que invocar a grandes profundidades del mar, el problema es que necesitaba del orden de 150 Km, para justificar las fuentes a grandes alturas, lo que hasta a él mismo le extrañaba. Aunque no fue desestimado por eso, sino por que en esa época se creía, que en el fondo de los océanos había agua dulce.

A partir de Hooke, nos damos cuenta que algo ha cambiado, algo es distinto de lo hasta ahora expuesto, y es que las explicaciones o las rectificaciones están provocadas por los resultados de mediciones, ya no invocan a lo divino para explicar sus teorías.

Después apareció Giovannibatista Riccioli, quien intento responder a la segunda pregunta. Para ello necesitaba saber cual era el volumen de todos los océanos y el caudal de todos los ríos. Comienza con calcular el radio de la tierra y con él determina la superficie y el volumen del planeta. Sus estimaciones fueron mas o menos correctas, pero tuvo un error grave en la profundidad media de los océanos, ya que se quedo corto, y por ello y otros errores estima el volumen total de los océanos en 508 millones de Km3, la tercera parte del real. Por otro lado para estimar el caudal de todos los ríos hace mediciones en el río Po. Aquí es donde obtiene el mayor eeror, dando un caudal 22 veces mayor al real, y curiosamente, este error fue provocado por un mal cambio de unidades. A partir de este dato, da caudales a todos los ríos del mundo en unidades Po. Con ambos datos llego a que: Todos los ríos tardarían 122 años en llenar el volumen de los océanos, y realmente este valor es de 40000 años. El error es considerable, pero lo es mas el mérito al atacar el problema con los medios que disponía.

Tras estos datos, solo quedaba saber porque el nivel de los mares no subía, y para ello, lamentablemente dijo que la mayor causa es le desagüe por conductos subterráneos.

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Después de Riccioli, empiezan las teorías conservacionistas aéreas, y en el año 1673 aparece Pierre Perrault, quien aporta datos de las cuenca alta del Sena, y intenta demostrar que la lluvia es el origen del caudal de los ríos. Pero quita importancia a la infiltración. Poco después aparece E. Mariotte, quien repite los datos de Perrault, pero ampliándolo la cuenca hasta Paris. Con lo que demuestra que el origen del caudal de los ríos es la lluvia y tambien el de las fuentes que los alimentan por la existencia de lechos geológicos impermeables. Incluso construyo un manantial artificial con un lecho de arcilla y capas de arena. De esta forma demostró la importancia de la infiltración como una de las ramas del ciclo hidrológico. Refutó de una manera indiscutible la teoría de los fuegos para el ascenso de las aguas, si fuera así, decía mariotte, las fuentes manarían por debajo de las capas impermeables, y no al contrario, como loasen realmente. Aun con un argumento tan claro y tajante, muchos siguieron esperando encontrar los alambiques subterráneos y no fue hasta que se construyó el túnel de Simplón (Tunes que une Italia con Suiza, a través de los Alpes) cuando acabo la polémica, ya que cuando lo excavaban, se dieron cuenta que el agua surgía del techo, y no ascendía desde el suelo.

Con Mariotti se demostró la mitad del ciclo hidrológico, solo faltaba Halley para acabar la otra mitad del ciclo: océano-atmósfera-nubes-presipitación.

Pero antes, faltaba el cambio de Robert Hooke, quien abandonó la teoría conservacionista subterránea, por la aérea y convertirse en el gran defensor del ciclo hidrológico. Y este cambio se produjo, gracias a la intervención de Henry Sheeres, quien se dedicó a medir los caudales de transferencia entre el mediterráneo y el atlántico. Las frecuentes conservaciones entre Sheeres y Hooke, desembocaron en la rectificación, por parte de este último, y abrazó las teorías conservacionistas aéreas con tal ímpetu, que se puso a construir pluviómetros para medir las lluvias. Hooke, llega a atacar a sus antiguos colegas subterráneos en la defensa de la aérea, y llega a citar a Francis Bacon quien dice que: ……Hay un árbol en una isla de Azores o Canarias (no recuerdo bien este punto) que destila continuamente hasta el punto de que los habitantes no tiene necesidad de otra agua…. Evidentemente se refería al Garoé, y la isla El Hierro.

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Entre 1677 y 1678 Edmond Halley residió en la isla de Santa Helena en el océano Atlántico Sur. Estaba allí como astrónomo y es por eso por lo que adquirió renombre universal, pero esto no le impidió dedicarse a la meteorología y gracias a ello se percató que a partir de la cota 700 y tan pronto anochecía, comenzaba a condensarse humedad en el suelo, e incluso en sus aparatos, lo que le ocasionó mas de un problema. Allí vio experimentalmente que el proceso de condensación, tenía que llevar aparejado una de evaporación. Gracias a sus dotes de observación y a sus experimentos definió la dinámica atmosférica y las células convectivas (Lo que más tarde definió, perfectamente Hadley), señalando las zonas de influencia de los alisios y los monzones. En 1686 y recién llegado a Londres, la sociedad Real le encarga un informe sobre la teoría aérea de Mariotte. Un año más tarde, totalmente decantado pro esa teoría la amplia con la demostración de la evaporación del agua del mar y presenta un informe donde hace un balance hidrológico de la cuenca del Mediterráneo. Allí incluye los caudales de todos los ríos, los trasvases desde el Atlántico y la evaporación. Para demostrar esta ultima construye un tanque de evaporación que mete en una habitación calentada a la temperatura estival del Mediterráneo. El resultado que expone es que la evaporación es tres veces el caudal de todos los ríos. La realidad científica dice que en realidad es de ocho, pero lo importante es que por primera vez se demuestra experimentalmente que la evaporación es capaz de dar sobradamente el volumen de agua en las nubes, y por lo tanto, cuando precipite, el caudal de los ríos. Halley más tarde, amplio el informe diciendo que no solo la temperatura provocaba la evaporación, sino que la incidencia directa del sol la duplicaba, y el viento la triplicaba.


Con Halley, queda definido completamente el ciclo hidrológico , pero no concluyó la discusión, ya que la influencia de los autores griegos y romanos era muy fuerte y la Biblia tampoco permitía libertades. En 1690, Thomas Burneo presenta un libro llamado “Telluris Teoría Sacra”, donde se explicaba el proceso de formación de la tierra invocando al Diluvio Universal como gran modelador de la superficie del planeta. Esta irrupción provoco nuevas discusiones entre los aéreos y los subterráneos, que todavía duró varia décadas más.

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Jejeje, seguro que le texto les parece algo pesado, pero creo que es vital en la historia de la meteorología, y la hidrología.

Espero que les sea util.

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muy interesante y muy útil David ,,Gracias

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NUNCA LLUEVE A GUSTO DE TODOS

De pesado nada David, al contrario, muy curioso e interesante. Unicamente una anotación:



Igual dabas una respuesta a ese interrogante del agua salada más adelante, pero me llama mucho la atención que digas que no está claro.

Pienso que la razón de que el agua sea salada es muy sencilla: en el mar existe otro equilibrio en el que la evaporación= aporte agua dulce(precipitación+ aporte fluvial y galcial). Pero este equilibrio no es tal:

La evaporación es la responsable de la posterior precipitación, pero ésta se da tanto en el mar como en tierra, y aunque la evaporación se da tambien en tierra, es sustancialmente superior en el mar, por lo que en el mar el balance precipitación-evaporación es negativo, es decir se evapora más agua de la que recibe de precipitación. En consecuencia y como se evapora el agua y no las sales, el mar se enriquece en estas últimas y por tanto en superficie, que es donde mayoritariamente se da la evaporación, el agua es salada.

La evapotranspiración, a través fundamentalmente de las plantas, devolverá parte de ese agua a la atmósfera. La escorrentía lo hará a traves del aporte fluvial. En cuanto a la infiltración, la mayor parte acabará en reservorios superficiales y profundos(acuíferos) y aunque mucha retornará con el tiempo al mar, no todo ese agua se devuelve al oceáno.

Les dejo unas cifras(Km3):

Precipitación oceánica 3.24 · 10 17 (10 elevado a 17)
Evaporación oceánica 3.60 · 10 17
Balance Oceánico -0,36 10 17
Precipitación continental 9.88 · 10 16
Evaporación continental 6.21 · 10 16
Balance continental +3, 6 . 10 16.

Fuente. Apuntes de Física Atmosférica. Elvira Zurita. Departamento de Geofísica y Meteorología. Universidad Complutense de Madrid.

Pero en el continente casi un 97 % de ese balance posistivo queda formando parte acuíferos. La mayor parte fluirá de nuevo al mar, pero otra no lo hará nunca.

Tanto por la mayor evaporación con respecto a la precipitación en el mar, como por el menor aporte de la percipitación continental hacia el mar, el resultado es el enriquecimiento en sales en la superficie de los océanos, por eso es salada.

Metragirta.

Creo que lo de una respuesta satisfactoria, lo dicen porque hay varias teorias sobre el origen del agua del mar, no sobre el equilibrio que describes.

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