BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 1ESO. EXXI. Desarrollo de contenidos.
UNIDAD 05. LA HIDROSFERA.
05.01. La hidrosfera.
Agua
Llamamos hidrosfera al conjunto de toda el agua que hay sobre la superficie de la Tierra: océanos, mares, ríos, lagos, pantanos, glaciares, aguas subterráneas, en los polos de la Tierra, en las cumbres de las montañas y en ciertas capas de la atmósfera, en forma de vapor de agua.
Según el diccionario de la Real Academia de las Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, la hidrosfera se define como “el conjunto de las aguas que cubren parte de la superficie terrestre, la zona externa del planeta en la que existe agua en forma gaseosa, líquida o sólida (superficial o subterránea)”
La mayor parte se encuentra en estado líquido, formando los océanos y, en las zonas continentales, formando ríos, lagos y corrientes de aguas subterráneas. En estado sólido la podemos encontrar en los casquetes polares y en las cumbres de las montañas. En estado gaseoso (vapor de agua) lo encontraríamos en la atmósfera.
05.02. El origen del agua en la Tierra.
Se formó en una época temprana de la evolución terrestre, a partir del vapor producido por las erupciones volcánicas, cuando eran más frecuentes que en la actualidad. Posteriormente la Tierra primitiva se fue enfriando, esto permitió que el vapor de agua presente en la atmósfera primitiva se condensara y se produjeran las primeras lluvias, lo que dio lugar a la formación de los océanos.
Todo esto se supone que ocurrió hace aproximadamente 4.000 millones de años.
Fuente:
http://naturaleseso1.blogspot.com.es/
05.03. La molécula de agua: Abundancia, propiedades e importancia.
El agua es un compuesto químico formado por Hidrógeno (símbolo químico H) y Oxígeno (símbolo químico O). Su fórmula química es H2O.
En cuanto a su abundancia, ya se ha mencionado que la Tierra está cubierta por agua en un 75% de su superficie.
En estado puro, el agua es incolora, inodora e insípida.
Se puede encontrar en los tres estados físicos de la materia: estado sólido, líquido y gaseoso.
Fuente:
http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1ESO/hidrosfe/molecula.htm
05.04. Propiedades y funciones del agua.
Las propiedades más importantes del agua son:
1. Estado físico del agua.-
A temperatura ambiente, el agua es líquida, pero debería ser gaseosa de acuerdo a su bajo peso molecular. Sin embargo, debido a su capacidad para formar puentes de hidrógeno es líquida.
2. Densidad anómala del agua.-
La densidad del agua es mayor en estado líquido que en estado sólido. Esto se debe a que, en estado sólido, los puentes de hidrógeno forman una estructura que ocupa mayor volumen que en estado líquido. Esto explica por qué el hielo flota sobre el agua fría, posibilitando la vida acuática en regiones muy frías.
3. El agua es líquida a muchas temperaturas. Tiene elevados puntos de fusión y de ebullición.-
El agua tiene un punto de fusión de 0ºC y un punto de ebullición de 100ºC. Esto favorece la vida porque si no hubiera agua en estado líquido dentro del margen de temperaturas normales de la Tierra, no podría existir organismo alguno en muchos de los hábitats terrestres más extremos, como los desiertos y las regiones polares.
4. Gran capacidad para disolver sustancias.-
El agua es un buen disolvente de sustancias iónicas, tales como las sales. Por ello es el medio en el que se producen las reacciones biológicas.
Se debe básicamente a que la molécula de agua es dipolar y a que posee una elevada constante dieléctrica –es decir, gran capacidad para debilitar las uniones que mantienen unidas a las moléculas-. Por ello provoca la separación de los compuestos en iones, que son rodeados por moléculas de agua, disolviendo casi la mayoría de los compuestos orgánicos e inorgánicos.
5. Posee un alto calor específico y alto calor de vaporización.-
Esto significa que necesita mucho calor para elevar la temperatura del agua y vaporizarla, debido a que para romper los puentes de hidrógeno se necesita mucha energía.
Ambas propiedades tienen unas consecuencias beneficiosas para los organismos. Aunque en los seres vivos se estén llevando a cabo procesos que liberan calor, no son suficientes para elevar sus temperaturas corporales. Por ello se dice que el agua realiza una función termorreguladora.
6. Posee una alta tensión superficial.-
La tensión superficial es una medida de la resistencia de su superficie a romperse. Esto significa, en el caso del agua, que su superficie es lo suficientemente fuerte para que objetos más densos y pesados no puedan atravesarla. Ello permite que muchos insectos, como el zapatero, puedan desplazarse por su superficie.
7. Capilaridad.-
La capilaridad es una propiedad física de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual, a su vez, depende de la cohesión del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar. Es, por tanto, que el agua puede avanzar a través de un canal minúsculo (desde unos mm hasta micras de tamaño) siempre y cuando el agua se encuentre en contacto con ambas paredes de este canal y estas paredes se encuentren suficientemente juntas.
Esta propiedad es la que distribuye el agua por los espacios de aire que quedan entre las partículas del suelo o sustrato. Allí queda el agua retenida hasta que finalmente es encontrada por las raíces de las plantas siendo absorbida por los pelillos absorbentes de las raíces.
Otras propiedades y funciones son que el agua pura posee un pH neutro, baja compresibilidad, la transparencia, la alta conductividad, bajo grado de ionización, etc.
Fuentes:
05.05. El agua en la Tierra.
Aproximadamente un 97 % es salada (mares y océanos) y el 3% restante es dulce.
De toda el agua dulce existente en la Tierra, aproximadamente el 80% es hielo que forma parte de los casquetes polares y cumbres heladas de montañas y cordilleras, el 19% es agua subterránea, el 0,7% es vapor de agua localizado en la atmósfera y solamente el 0,3% es agua dulce superficial (ríos, lagos, arroyos…)-.
5.05.1 El agua de mares y océanos.
5.05.2 El agua de los continentes: aguas superficiales continentales, aguas subterráneas y glaciares.
5.05.01. El agua de mares y océanos.
El agua del mar es salada. Lo salado del agua se llama salinidad. La salinidad media de los océanos se sitúa entre 35 y 40 gramos por litro. El compuesto en disolución más abundante es el cloruro sódico (Na Cl), que es usado como condimento de las comidas. Es lo que conocemos como sal común.
Todas estas sales provienen de los continentes y han sido transportadas por los ríos durante miles de millones de años.
Los mares y océanos son indispensables para la vida en este planeta y cumplen diversas funciones:
- Constituyen el hábitat de numerosas especies animales y vegetales.
- Forman un gran depósito de agua para todo el planeta.
- Ayudan a regular los diferentes climas del planeta.
- Se utilizan como lugares de esparcimiento y como medio de transporte de todo tipo de mercancías.
El agua de mar puede utilizarse para obtener agua dulce, mediante el proceso de desalinización, lo que podría servir para paliar la sequía que afecta a determinadas zonas del planeta.
- Movimientos del agua del mar.-
El agua del mar se mueve constantemente. Puede hacerlo a través de las olas, las corrientes y las mareas.
- Las olas: Son movimientos superficiales del mar que se producen por la fuerza del viento y son ondulatorios. La ola está formada por la cresta que es la parte más alta y los flancos que son sus pendientes.
- Mareas: Es el cambio periódico del nivel del mar, producido principalmente por las fuerzas gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol.
- Las corrientes oceánicas: Son desplazamientos constantes de masas de agua que avanzan a gran velocidad, son como ríos en el mar. Siempre tienen la misma dirección y constante. Se producen por la fuerza del viento, la densidad del agua, la salinidad, composición, temperatura y rotación de la Tierra. Según el lugar de origen hay dos tipos de corrientes: las frías y las cálidas. Las frías se originan en los polos y van al ecuador. En cambio, las cálidas van en dirección opuesta.
Fuentes:
5.05.2 El agua de los continentes: aguas superficiales continentales, aguas subterráneas y glaciares.
- Aguas superficiales continentales.-
El agua que circula por la superficie de la Tierra proviene de la lluvia o nieve que cae sobre la superficie. Esta agua al caer, puede:
. volver a la atmósfera por evaporación.
. almacenarse en pequeñas depresiones (charcas).
. formar pequeños arroyos o torrentes (agua de escorrentía superficial).
. infiltrarse a través del suelo permeable (aguas subterráneas).
Algunas aguas continentales son ríos, lagos, humedales, llanuras de inundación, reservas y sistemas salinos de interior.
Ríos.- Son corrientes de agua que fluyen por un cauce desde tierras altas a tierras bajas y que finalmente vierten a un lago, a otro río o al mar.
Un río se caracteriza por su caudal y su régimen.
Cuando el caudal de agua es menor o depende de la estación lluviosa, se habla de arroyos, torrentes o escorrentías.
Lagos.- Son grandes volúmenes de agua que se almacenan en una depresión del terreno. Su aporte de agua proviene los ríos, arroyos, aguas subterráneas y la propia lluvia. Su origen es diverso: antigua caldera de volcanes, restos de valles glaciares, movimientos tectónicos, etc.
Humedales.- son zonas de tierras, generalmente planas, cuya superficie se inunda de manera permanente o intermitentemente. A veces, tienen procedencia subterránea.
Aguas subterráneas.-
Son aguas procedentes de la infiltración del agua de lluvia. Forman grandes depósitos llamados acuíferos. El nivel freático es el nivel que alcanzan las aguas subterráneas.
A veces, cuando circulan bajo tierra, forman grandes sistemas de cuevas y galerías. Si el terreno por el que circulan son rocas calizas dan lugar a paisajes característicos denominados kárstico. Estos paisajes presentan numerosas cuevas y galerías debidas a que las calizas se disuelven por el efecto del agua de lluvia, que lleva dióxido de carbono.
En ocasiones las aguas subterráneas regresan a la superficie, brotando de la tierra en forma de fuentes o manantiales. Otras veces originan pozos artesianos y, cuando hay que buscarlas a distintas profundidades se hace excavando pozos.
Fuentes:
Glaciares.-
Los glaciares son masas permanentes de hielo formadas en la superficie terrestre por la acumulación, compactación y recristalización de la nieve que se mueven por acción de la gravedad.
Se denomina criosfera es la parte del sistema de la Tierra en donde el agua se encuentra en forma congelada (sólida). Esto incluye: nieve, hielo marino, placas de hielo terrestres, icebergs, glaciares, bloques de hielo y suelos de permafrost. Aproximadamente, tres cuartos del agua dulce del mundo está contenida en la criosfera.
Los icebergs son grandes masas de hielo flotantes, desprendidas de un glaciar o de una plataforma de hielo, cuya parte superior sobresale de la superficie del mar.
Iceberg flotando en el mar
En un iceberg, por lo general, apenas sobresales una octava parte de su volumen total, mientras que el resto se encuentra sumergido. Esta característica hace que los iceberg sean una gran peligro para la navegación marítima.
Fuentes:
http://definicion.de/iceberg/
05.06. El ciclo del agua.
El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrosfera.
Las diferentes etapas del ciclo son: evaporación, condensación, precipitación, escorrentía, infiltración y de nuevo vuelve a comenzar el ciclo.
1. Evaporación.- El agua de los ríos, océanos, del suelo y de la vegetación (evapotranspiración) se evapora en el aire.
2. Condensación.- El aire se enfría al ascender, el agua se condensa en pequeñas partículas que forman las nubes.
3. Precipitación.- El agua de las nubes vuelve a la Tierra como lluvia.
4. Escorrentía.- Parte de la lluvia pasa a corrientes de agua y a los ríos, que a su vez la transportan hasta el mar.
5. Infiltración.- Parte del agua caída se filtra al subsuelo y pasa a formar parte de las aguas subterráneas.
6. El ciclo comienza de nuevo.
Fuentes:
El ciclo del agua en un vídeo de animación:
05.07. La contaminación del agua.-
Los seres humanos utilizamos el agua para nuestro consumo y para realizar múltiples actividades. A veces, como resultado de dicho uso, y a veces mal uso, el agua resulta contaminada.
En este caso, podríamos definir el término contaminación como “el resultado de la acción humana que no permite que el agua pueda ser utilizada por los seres humanos ni por el resto de los seres vivos”.
Las actividades humanas que pueden contaminar el agua podríamos clasificarlas en tres grandes grupos, que se corresponden con los usos tradicionales del agua:
. Contaminación por uso doméstico.
. Contaminación por actividades agrícolas y ganaderas.
. Contaminación por actividades industriales.
05.08. La depuración del agua.-
Definición.- Consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.
El objetivo es la producción de agua limpia o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado lodo) que puede volverse a usar.
Las fases son las siguientes:
1. Pretratamiento: Su finalidad es eliminar los sólidos gruesos, arenas, gravas y grasas.
2. Tratamiento primario o físico-químico: Es el proceso o conjunto de procesos que tiene como misión la separación por medios físicos de las partículas en suspensión no retenidas en el pretratamiento.
3. Tratamiento secundario o biológico: Su finalidad es la reducción de la materia orgánica presente en las aguas residuales una vez superadas las fases de pre-tratamiento y tratamiento primario, disminuir su contenido en nutrientes y eliminar los microbios patógenos y parásitos.
4. Tratamiento terciario: Se utiliza para eliminar o disminuir el contenido de nitrógeno de las aguas, el contenido de fósforo, la materia orgánica y metales, las sales disueltas, etc.
El agua depurada no es apta para el consumo humano. Tiene que pasar por un proceso de potabilización.
La potabilización es el conjunto de tratamientos que transforman el agua natural o depurada en potable. Su objetivo es conseguir un olor, color y sabor adecuados, así como eliminar los riesgos sanitarios. Este proceso se realiza en las Estaciones de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP).
05.09. El agua y los seres vivos.
El agua, además de ser indispensable para la vida, es un compuesto que forma parte de los seres vivos, desde los seres unicelulares más primitivos hasta la especie humana. La vida solo es posible en un medio con agua líquida.
En los animales, constituye entre un 60% y un 70% de su peso total, sus tejidos están formados, entre otras cosas, por agua y las reacciones químicas que constituyen su metabolismo se realizan en un medio acuoso.
Con las plantas ocurre lo mismo, entre el 75% y el 90 % de su peso total es agua.
La vida sobre la Tierra apareció en el medio acuoso, en los océanos primitivos y luego, después de muchos miles de años de evolución biológica, aparecieron los primeros seres vivos terrestres.
Los seres humanos no escapamos a esta dependencia del agua y nuestra distribución por la Tierra siempre ha estado ligada a la disponibilidad de agua. Aun así, el reparto de agua no es equitativo y existen zonas del planeta donde la escasez de agua es importante, mientras en otras zonas se malgasta, porque sobra y no se es consciente de su importancia.
Fuente:
05.10. El agua y la salud.
El agua es indispensable para la vida y para la salud y, por tanto, su carencia puede producir enfermedades. También es necesario que el agua que consumimos esté en condiciones adecuadas. El agua contaminada o el agua en mal estado también puede ser fuente de enfermedades y vehículo de transporte de las mismas. También es de suma importancia mantener una buena higiene corporal para prevenir ciertas enfermedades y para ello, el agua es fundamental.
A continuación se muestran ejemplos de enfermedades cuyas causas están relacionadas con el agua.
Enfermedades transmitidas por el agua.
Disentería amebiana, producida por un protozoo que pasa por la vía fecal-oral por medio del agua, por alimentos contaminados y por contacto de una persona con otra. Es una enfermedad que se da en todo el mundo.
Protozoo que produce la disentería amebiana
Enfermedades con base en el agua.
Paludismo o malaria, producida por protozoos que se desarrollan en el intestino de un mosquito y se expulsan con la saliva en cada ingesta de sangre. Los parásitos son transportados por la sangre al hígado del ser humano, donde invaden células y se multiplican. Se da fundamentalmente en países de África, Asia Sudoriental, India y América del Sur pero puede llegar a cualquier país por el aumento del turismo.
Enfermedades derivadas de la escasez de agua.
Otra causa de enfermedades serían aquellas situaciones en que se bebe agua contaminada por diferentes productos de origen industrial, que pueden llegar a producir importantes problemas de salud, por ello es importante que las autoridades sanitarias realicen controles periódicos a las aguas destinadas al consumo humano. Aquí hay que recordar también que no todas las aguas son potables y aptas para el consumo humano y que para ellos es necesario el proceso de potabilización.
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