El ciclo del agua
El agua es uno de los elementos principales de nuestro planeta. De ella depende a vida tal y como la conocemos. Podemos encontrarla, de manera natural, en tres estados: sólido, en la nieve y el hielo, líquido y gaseoso, en el vapor de agua. El origen del agua en la Tierra es cuestión de debate. No se dan en nuestro planeta procesos de formación de agua. Existen dos teorías: la teoría volcánica y la teoría extraterrestre. La teoría volcánica plantea que el agua se formó en el origen en la Tierra, por reacciones a altas temperaturas entre átomos de hidrógeno y oxígeno, y que luego saldría al exterior gracias a las emisiones volcánicas. La teoría extraterrestre afirma que el agua se forma en los comentas y llegó a la Tierra tras un intenso bombardeo. En cualquier caso, desde el inicio de la Tierra como planeta la cantidad de agua presente es siempre la misma, aunque se encuentra de distintos lugares: océanos, ríos, lagos nubes, atmósfera, seres vivos, etc. A la circulación y conservación de agua entre estos lugares se llama ciclo del agua, o ciclo hidrológico.
El agua se encuentra de forma líquida, en su mayor parte, en los océanos. Esta es una agua salada en la que viven gran cantidad de seres vivos. El agua dulce se encuentra en los depósitos terrestres. La mayor cantidad de agua dulce se encuentra en forma de hielo en los grandes glaciares regionales de la Antártida, Groenlandia, la banquisa ártica, el hielo patagónico sur y los grandes glaciares del Himalaya. Los mayores depósitos de agua dulce líquida son los lagos, como la región de los Grandes Lagos de América del Norte y de África, el lago Baikal en Rusia y los ríos, como el Amazonas y el Orinoco. La atmósfera también tiene una importante cantidad de agua, la mayor parte en forma de vapor de agua, y un porcentaje variable en forma líquida: en las nubes. El vapor de agua se encuentra disuelto en el aire. La cantidad de vapor de agua que un metro cúbico de aire puede contener depende de la temperatura, cuanto más caliente esté más agua puede estar disuelta en esa masa de aire. Es la humedad absoluta.
Podemos empezar a explicar el ciclo del agua por la evaporación, o mejor dicho por la evapotranspiración. La evaporación es el mecanismo por el cual el agua líquida se convierte en vapor de agua y pasa a formar parte de la atmósfera. La evaporación se hace, en realidad, a cualquier temperatura, pero es más intensa en los climas cálidos. Si a la evaporación directa le unimos la transpiración de los seres vivos (animales y plantas) que también convierte el agua líquida en vapor de agua tenemos la evapotranspiración. Aquí hay que incluir el fenómeno de la sublimación, que es el paso de sólido a gaseoso sin pasar por líquido y que se da en los grandes hielos de la Tierra.
La mayor cantidad de agua evaporada la proporcionan los océanos, junto con los grandes bosques ecuatoriales. El agua contenida en el aire forma la humedad. A medida que se enfría la masa de aire la humedad relativa aumenta. Cuando la humedad relativa alcanza el 100% el vapor de agua se condensa en pequeñas gotitas, y forman nubes. Estas gotas crecen hasta que su peso es mayor que la corriente de aire que las mantiene en suspensión, y entonces precipitan en forma de lluvia, de nieve o de granizo, dependiendo de la temperatura de al masa de aire y del proceso de formación. También se ha de incluir aquí la condensación directa sobre la superficie de las plantas o de las rocas, que forma el rocío, y la escarcha, cuando este se congela.
Una parte del agua de lluvia cae sobre el océano y vuelve a evaporarse, otra cae en tierra y es aprovechada por los seres vivos para vivir. Se acumula en los suelos, por infiltración, y forma su reserva hídrica. El suelo permite, dependiendo de su porosidad, que el agua circule por su interior, al tiempo que arrastra coloides desde los horizontes altos a los bajos. Estos coloides serán fundamentales para el uso del agua por las plantas. El agua se infiltra hasta que llega a una capa impermeable, la capa freática, donde, si no tiene salida, se acumula formando los acuíferos subterráneos.
Cuando el suelo y los seres vivos están saturados el agua corre por las laderas (escorrentía) en forma de manto o concentrada en arroyos y ríos, que terminan en el mar o en algún lago. Una vez en los océanos, la tierra y los seres vivos el agua vuelve, de nuevo, a la evapotranspiración renovando el ciclo.
En su recorrido por la superficie de la Tierra el agua va arrancando diversas sales que incorpora a su estructura. Además, puede mezclarse con diversas sustancias que terminan por contaminarla, pero cuando se evapora lo hace en forma de H₂O puro, por que se libera de todos sus contaminantes, volviéndose, de nuevo, potable y dulce. No obstante, otras sustancias que también se evaporan (como el ácido sulfúrico) pueden mezclarse en la nueves con el agua para formar la lluvia ácida.
En su paso de líquido a gaseoso el agua absorbe energía, puesto que para que el agua esté en forma de vapor necesita más calor. Gracias a esta absorción de energía los lugares en los que hay una intensa evaporación la temperatura media del aire disminuye unos grados. Por el contrario, cuando el agua pasa del estado gaseoso al líquido necesita menos energía, que es liberada en la atmósfera en forma de calor (calor latente). Así, en la nubes, cuando se condensan las gotas de agua la temperatura de aire se eleva unos grados. Este mecanismo permite la transferencia de energía entre las regiones tropicales y polares, dando a la atmósfera un gradiente térmico menos acusado del que le correspondería teóricamente.
Existen lugares en la Tierra donde la evapotranspiración es mucho mayor que la precipitación. Son las grandes regiones áridas del planeta: desiertos y grandes glaciares regionales. En cambio, en otros puntos la precipitación es mucho mayor que la evapotranspiración: regiones ecuatoriales y climas templados con influencia oceánica, principalmente. La diferencia entre la evapotranspiración, la precipitación y la temperatura se llama balance hídrico, y es fundamental para conocer el tipo de vegetación característica de cada región.
