El ciclo del agua

Como dice el cliché, el agua es vida. El agua es un elemento natural que es utilizado por todos los seres vivos y no vivos. El agua está en un estado perpetuo de movimiento y transición de un estado a otro. Hay tres estados de agua: sólido (hielo), líquido y vapor.

Definición del ciclo del agua

El ciclo del agua, que también se conoce como ciclo hidrológico o ciclo hidrológico, se refiere al movimiento sin fin del agua debajo, sobre o sobre la superficie de la tierra. La masa total de agua presente en la tierra es relativamente constante en el tiempo. Si esta agua está presente como salada, fresca o en la atmósfera depende de una amplia gama de variables climáticas. Cualesquiera que sean estas variables, la masa permanece constante. Por ejemplo, para que la cantidad de agua en la atmósfera aumente, significa que la cantidad de agua salina o agua dulce ha disminuido. El agua es materia. La ciencia básica muestra que la materia no se puede crear o destruir, pero se puede cambiar. Hay varios procesos a través de los cuales el agua se mueve de un estado a otro, incluida la evaporación, la infiltración, tanto la superficie como el flujo subterráneo, así como la condensación y la precipitación. El agua puede cambiar de estado (hielo, líquido o vapor) a través de la evaporación, la condensación y la precipitación. El flujo de superficie o subsuperficie solo sirve para mover el agua de un lugar a otro.

Aproximadamente el 96% de la cantidad total de agua en la tierra está compuesta de agua salina. Solo queda el 4% para reponer el agua dulce. Aproximadamente el 68% del 4% del agua dulce total está amarrada en glaciares y hielo con otro 30% bajo tierra.

Pasos del ciclo del agua

El sol es la principal fuente de energía para el ciclo. Cuando sale el sol, calienta el agua que está a la intemperie. Cuanto más grande es el cuerpo de agua, mayor es el efecto. Las partículas de agua absorben la energía del sol y, a su vez, se evaporan a la atmósfera en forma líquida. Para que el agua se evapore, no tiene que estar en forma líquida. El hielo y la nieve también se pueden evaporar. La nieve y el hielo pueden cambiar al estado líquido primero y luego evaporarse, o la temperatura puede ser lo suficientemente alta como para sublimar instantáneamente a vapor. La sublimación es un proceso en el que una sustancia cambia de sólido a gas directamente sin convertirse primero en líquido. Otra forma de evaporación se conoce como evapotranspiración. La evapotranspiración se refiere al vapor de agua que se obtiene principalmente de las plantas.

La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno y su fórmula química es H₂O. El H₂ representa los dos átomos de hidrógeno, y O es para el oxígeno. Los átomos pueden definirse simplemente como los bloques de construcción de las moléculas. Los principales componentes del aire en la atmósfera son el nitrógeno y el oxígeno. Ambos elementos son más densos que la molécula de agua. Como resultado, la molécula de agua es capaz de ganar altura en la atmósfera como resultado de la flotabilidad. Es de conocimiento general que las sustancias más pesadas permanecen en la parte inferior con las más ligeras moviéndose hacia la parte superior.

Es de conocimiento general que, cuanto más alto subes, más frío se vuelve. A medida que el vapor aumenta de altitud, la presión del aire sigue bajando. La presión del aire es directamente proporcional a la temperatura, por lo que la temperatura también baja. Cuando la temperatura desciende lo suficiente, el vapor de agua, lleno de energía del sol, comienza a transferir este calor a la atmósfera circundante. Cuando el vapor de agua transfiere suficiente energía, la precipitación (pequeñas gotas de agua) se forma en un proceso llamado condensación. Una concentración masiva de la precipitación es visible desde la superficie de la tierra como nubes. Cuanto más alto es el nivel, más oscuras son las nubes. A veces, se puede formar niebla o neblina cuando la condensación tiene lugar cerca de la superficie. La condensación cerca del suelo puede deberse a una caída repentina en la presión del aire o cuando una corriente de vientos cálidos y húmedos colisiona con un viento frío.

Las nubes llenas de precipitación pueden caer en la región que se formaron, o pueden ser arrastradas por los vientos para depositar su carga en otras áreas del mundo. Las precipitaciones pueden caer en diferentes formas dependiendo de la temperatura en las nubes. Cuando la temperatura está por encima de 2, la precipitación probablemente será en forma líquida, también conocida como lluvia. Por otro lado, cuando la temperatura es inferior a 2⁰, se formarán partículas de cristal que caerán como granizo, aguanieve o copos de nieve que forman nieve. Cuando nevar toma un período de tiempo muy largo, entonces se forman los glaciares, que son capaces de almacenar agua por eones. La mayor parte de la precipitación caerá sobre la tierra en forma de agua, lo que crea ríos periódicos y desarrollará escorrentías en la superficie del planeta que se pueden drenar en cuerpos estacionales, como pantanos, la mayoría de los cuales desembocan en los mares y océanos Una pequeña cantidad de esta agua se infiltra en el suelo para ser utilizada por las plantas. Algunos de ellos abastecen a algunos de los arroyos y ríos subterráneos. Parte de esta precipitación también repone los acuíferos. Los acuíferos pueden describirse como depósitos naturales de agua subterránea cuyo propósito principal es el almacenamiento de agua. El agua también alimenta manantiales y géiseres. A medida que el tiempo avanza, la mayoría de esta agua se abre camino en los océanos y otros cuerpos de agua y el ciclo se repite una vez más.

Otros procesos en el ciclo del agua

Hay dos procesos primarios involucrados. El primero es la precipitación. La precipitación se refiere al vapor de agua condensado en lo alto de la atmósfera que cae a la superficie de la tierra. La mayor parte de la precipitación cae en forma de lluvia, mientras que parte de ella cae en forma de nieve, aguanieve, granizo, niebla, entre otros. Aproximadamente el 78% de la precipitación mundial cae sobre el océano y la mayor parte del porcentaje restante cae sobre la tierra, mientras que una pequeña porción forma nieve. Parte del vapor de agua puede cambiar directamente a hielo en un proceso conocido como deposición.

El segundo es la evaporación. La evaporación es el proceso a través del cual el agua pasa del estado líquido al gaseoso y se eleva a la atmósfera. Cuando se menciona la evaporación, también incluye la transpiración de la vegetación. En conjunto, el vapor de las plantas y cuerpos de agua se conoce como evapotranspiración. No sorprende que la mayor parte del gas provenga de los océanos y grandes cuerpos de agua, ya que están más expuestos a los efectos del sol. La evaporación de los océanos representa la friolera del 86% del vapor de agua global. Un poco de agua puede sublimar.

Hay varios procesos menores, como la infiltración. La infiltración se refiere a las innumerables formas en que el agua atraviesa la tierra o debajo de ella. A medida que fluye el agua, parte de ella se drena en grandes cuerpos de agua mientras que parte de ella puede filtrarse hacia la tierra. La infiltración también conduce a un proceso conocido como flujo subsuperficial. Como su nombre indica, el flujo subsuperficial es el movimiento de agua debajo de la superficie de la tierra. Parte de esta agua se deposita en los acuíferos, se drena en los océanos o vuelve a la superficie como manantiales.

Otros incluyen la fusión de nieve, que es el agua producida por el derretimiento del hielo o la nieve. La interceptación del dosel es otro proceso que se refiere a la precipitación capturada por las hojas de las plantas. La lluvia se evapora hacia atrás sin caer al suelo. El agua también puede ser influenciada por la gravedad en el proceso de percolación, o puede entrar en el manto a través del proceso de la tectónica de placas.

Efectos sobre el clima

La energía es un elemento crucial en el ciclo del agua. Una de las consecuencias de la secuencia son los cambios de temperatura. Por ejemplo, a través de la evaporación, el agua consume energía (en forma de calor) de fuentes cercanas, lo que a su vez reduce la temperatura de los alrededores. A la inversa, cuando el agua está en forma de vapor, está llena de energía térmica. Para que se condense, debe liberar este calor a los alrededores, lo que a su vez conduce a un aumento de temperatura. La condensación en la atmósfera puede conducir a la formación de lluvia, o si las condiciones son adecuadas, tendrá lugar la nevada. Estos procesos antagónicos juegan un papel importante en la influencia del clima.

Además de influir en el clima, el ciclo también es responsable de la purificación del agua cuando se evapora. Cuando el agua líquida sucia se evapora, solo las partículas de agua se convierten en vapor. Las impurezas que se encuentran en el agua se dejan en la superficie. Cuando este vapor cae en forma de lluvia, el agua es pura y limpia para el consumo humano. El flujo de agua en la superficie de la tierra y debajo de ella también desempeña un papel crucial al mover los minerales de una región a otra. La mayoría de los seres vivos requieren ciertos minerales que se encuentran en el agua para su supervivencia y bienestar. La mayor parte del flujo subterráneo también ayuda a dar forma a algunas de las magníficas e impresionantes estructuras ubicadas en el mundo. Un excelente ejemplo de tal disposición es una estalactita. Hay algunos impactos negativos en la escorrentía superficial, siendo el más común la erosión.