Museo Virtual, Geología W.Griem (2017)

Apuntes Geología General

El mar, los océanos

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Composición Clasificación por profundidad
Pelágico-Hemipelágico

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Abisal:
Proviene de la palabra griega abyssos - "profundidad sin fondo"; es decir en el comienzo se pensó que los océanos no tenían fondo.

Océanos:
La geología de los fondos marinos aclaró en grandes partes la naturaleza de la deriva continental.

CCD
Calcite Compensation Depth - o Profundidad de compensación de Calcita (o Profundidad de compensación de carbonatos) - es la profundidad en los océanos donde no se precipitan calizas - generalmente bajo de 4500 metros.

Otto Krümmel nació 1851 en un pueblo cerca Bromberg (hoy Bydgoszcz).  Era uno de los más importantes oceanógrafos de su época. Inventó instrumentos, era académico en Marburg y Kiel y era director del departamento hidrográfico del "Laboratorio internacional de la oceanografía". Otto Krümmel falleció en el año 1912 en Colonia.
véase más informaciones
Autores de trabajos históricos

Propiedades especiales del agua (H2O)
a) Su sólido (hielo) tiene un peso específico menor de su liquido (Hielo flota en su propia "fundición")
b) Agua de 4°C tiene su mayor densidad.
c) Excelente almacenamiento energético (eso se nota sí se baña en la noche en el océano)
d) Muy alta tensión superficial
e) La evaporación "usa" una enorme cantidad de energía (fenómeno de enfriamiento por transpiración, cuerpo humano).
f) Aumento de la presión al hielo produce un descongelamiento.

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5.11 Los océanos

Los océanos contienen alrededor 1.322.000.000 km3 agua (imaginase un cubo de agua de 1097 km ancho –largo-profundidad) y cubren 71 % de la superficie terrestre. Los 71 % de los océanos se divide en 18 % de aguas de menor profundidad y 53% de sectores de mayor profundidad. (véase gráfico)
La profundidad promedia de los océanos es 3800 m, la profundidad máxima alrededor de 11.520 metros. Pero hay que tomar en cuenta que el ambiente "océano" es un sector muy heterogéneo y depende de un gran número de factores.


5.11.1  Al primero el agua

Por supuesto el ambiente del mar depende del comportamiento del agua. Agua del mar tiene algunos particularidades: La relativamente alta concentración en sales (3,5%) en solución (véase tabla). Lo otro es el peso específico variable del agua: El agua más "pesada" tiene una temperatura de 4ºC - y justamente esta agua baja hacía al fondo del mar. (es una particularidad muy importante - en esta manera no se puede acumular hielo al fondo marino y cambiar el mar en un bloque de hielo inerte - sin posibilidad de descongelarse). Una concentración mayor en las sales también aumenta el peso específico (por eso es mucho más fácil para nosotros nadar en el océano que en agua dulce). Además, agua en general es un excelente medio para almacenar energía. Los océanos mantienen en grandes rasgos su temperatura - las variaciones estacionales son muy pequeños en comparación de la atmósfera. Hay que tomar en cuenta que en el agua del mar también se encuentra una alta cantidad de oxígeno y de CO2 en solución.



Contenido de sales en los océanos
  total=100% sal con H2O
NaCl 78% 2,7 %
MgCl2 9,5% 0,33 %
MgSO4 6,5% 0,23 %
CaSO4 3,5% 0,12 %
KCl 2,0% 0,07 %
CaCO3 0,33% 0,011%
MgBr2 y NaBr 0,25 % 0,009 %
total: 100 % 3,5 %
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Ejemplo: Un 78 % de la sal en el océano es NaCl; pero el agua contiene 2,7 % de NaCl.
Véase un análisis del año 1886 en Kruemmel (1886) - Los océanos.

¿Por qué los océanos contienen agua salada?

Los océanos contienen aproximadamente 3,5% de sal en solución. En general se encuentra Na, Mg, Ca, K y Mg en solución. Estos elementos químicos provienen de las rocas de la tierra firme. Todas las rocas de la tierra firme sufren erosión y meteorización. Es decir, las rocas se descomponen a trocitos y algunos se disuelven en el agua. Los ríos cuales contienen agua dulce transportan esta carga hacia el mar (el agua de los ríos también contiene sales, pero en cantidades mucho menor como los océanos). Pero cada día, cada semana, todo el año todos los ríos del mundo botan su agua y los sales a los océanos. La única salida del agua del mar es la evaporación directa desde la superficie oceánica. La evaporación es la transformación de agua a vapor (gas). Vapor no puede llevar ningún tipo de sal. Es decir, la sal se acumula en los océanos sin la posibilidad de evaporarse y salir del ambiente marino como el agua tiene. Durante mucho tiempo (millones de años) eso ocurrió y poco a poco se aumentó la cantidad de las sales atrapadas en los océanos.

Sí la saturación de sal es muy alta se precipitan las sales y forman rocas nuevas. La otra salida de agua y sales sería la incorporación en los sedimentos marinos y la subducción. 

 


5.11.2 La profundidad
Un otro factor es la variable "profundidad". El agua tiene un diferente comportamiento químico en distintas profundidades. Especialmente por el aumento de la presión y por la disminución de energía solar hacia abajo.

5.11.3 La cercanía a los continentes
En una forma independiente de la profundidad hay que agregar la distancia a una gran masa continental como factor importante. Un continente afecta el océano principalmente por la acción de los ríos y "contaminaciones" eólicas. Simplemente se aumenta el ingreso en agua dulce.

5.11.4 El clima
Los océanos dependen del clima global terrestre y el clima global terrestre depende de los océanos. Está relación bidirecional se transforma en dependencias entre ambas: Clima y Océano - es la base de ciclicidades que se observa en muchos sistemas de la tierra.
Los factores donde los océanos regulan el clima terrestre:
● Propiedades físicas del agua: Albedo, Evaporación, capacidad de almacenamiento energía térmica.
● Irregularidad de la densidad sólido - liquido del agua ("Hielo flota en su propio liquido") y agua de mayor densidad corresponde a una temperatura de 4°C.
● Propiedades químicas del agua: Salinidad versus punto de congelación, capacidad de disolver o precipitar (véase CCD), comportamiento del CO2.
● Dinámica del agua: Corrientes del mar, estratificación del agua de acuerdo de su temperatura y salinidad.

Aparte de este factores existen otros como la configuración de los continentes, etc.

Todos estos factores producen una dinámica de los océanos que influye al clima, por ejemplo:
a) La costa Atacama (Chile) es un desierto, causada por las bajas temperaturas del agua (Corriente Humboldt) que no permite la formación de nubes y por ende restringe la probabilidad de precipitaciones en el sector.
b) Europa: La Configuración de los continentes (Golfo de México) y complejas sistemas de corrientes oceánicos en el sector producen el corriente caliente del Golfo - que mantiene Europa con un clima bastante "agradable" - un clima bien cálido de acuerdo de su ubicación cercana al polo Norte.

Los procesos relacionados al conjunto clima - océano son sumamente complejos, de acuerdo de su grandes cantidades de factores que lo involucran, además la mayoría de los factores se encuentran acoplados o en competencia (positiva o negativa) entre sí mismo. Cabe mencionar que la mayoría de los factores no tiene un comportamiento linear - es decir se trata de sistemas no-lineares que muestran un punto de quiebre, donde el resultado en un instante podría ser diferente.



5.11.5 Acción de seres vivos
Los océanos eran la cuna de la vida - hasta actualmente la gran mayoría de los seres vivos está en los océanos. Los seres vivos juegan un papel muy importante en el equilibrio químico de los mares. Especialmente la fijación de CaCO3 - entonces todos los equilibrios donde CO2 juega un papel importante tienen su punto clave en el enlace océano - ser vivo.  



5.11.6 Clasificación por profundidad y por distancia del continente

abisal  batial neritico litoral Clasificación del oceáno por profundidad


Apuntes Geología General: 
Rocas sedimentarias químicas

enlaces al mundo Espesor de los sedimentos oceánicos (mapa) (NGDC)


Clasificación por profundidad

Profundidad

  Nombre Caracteristicas
0- 10m Litoral: oxigeno, luz, oleaje - véase Fotos: Fauna
10- 200m Nerítico: oxigeno y luz
200- 4000 Batial sin luz
5500- 8000m Abisal presión, sin luz, poco O2
6000 - 11.000 m Hadal (como parte del abisal) alta presión, sin luz, poco 02
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Per también existe la clasificación por distancia del continente:
Hemipelagico: cerca del continente 
Pelágico: lejos del continente


5.11.6.1 Ambiente litoral

Sector del agua de baja profundidad, transición al ambiente de tierra firme o playa:
Significa que la energía solar es suficiente pero la cercanía de la tierra firme provoca el ingreso de depredadores al ambiente. La presión del agua no importa - hasta la profundidad de 10 metros no es un factor limitante. La poca profundidad del agua puede provocar un calentamiento del agua en verano, que coincide con una disminución del oxígeno libre en el agua - aún peor es un posible crecimiento de algas que disminuye más la cantidad de oxígeno y afecta seriamente los seres vivos demás en el sector. 

Afectada por las olas y las mareas altas y bajas:
El oleaje es un fenómeno, que por un lado mejora la ventilación en el agua y asegura un suministro en oxígeno libre para todos los animales en esta zona. Pero un oleaje fuerte afecta todos los seres vivos en la zona. Una buena protección (caparazón) podría ser una ventaja.
Las mareas altas y bajas en este ambiente provocan que el sector se queda por un par de horas seco. Para los seres vivos marinos significa eso: moverse a sectores más profundos o adaptarse a la vida en el oxígeno en la atmósfera. Aquí es muy fácil para imaginarse como la evolución logro algunos 400 millones años atrás la transición hacía la vida en la tierra firme.

Además en el ambiente litoral depende mucho de la erosión de las olas. Muy llamativo son las diferente formas de las costas: Playas de arena, costas rocosas con gravas redondeadas, acantilados rocosos de considerables alturas, islotes.
véase algunas ejemplos en el módulo "historia de las geociencias": portada / islotes / erosión de la costa.

Conjunto de animales especiales: (Foto: Balanos,  Poliplacophora)
En conclusión el sector litoral es bien especial: por una parte la cuna de la vida a la tierra firme, por otro un sector que alberga animales bien especiales: animales muy protegidos en su caparazón, hasta la perdida de moverse (animales sésiles) es muy común.
Los estratos de un ambiente litoral se reconoce por su grandes cantidades de fósiles - especialmente coquinas y icnofósiles. Además estructuras sedimentarias como grietas de resecación o ondulaciones son muy frecuente.
véase ejemplo de playas (o zonas litorales) en el recorrido geológico


5.11.6.2 Ambiente nerítico

Plataforma continental, entre 10 hasta 200 m bajo del nivel del mar:
El sector nerítico se extiende entre una profundidad entre - 10 metros hasta - 200 metros. Generalmente incluye a las plataformas continentales. Entonces este ambiente geotectónicamente es parte de los continentes - pero por su conexión con los océanos abiertos por supuesto parte de los océanos.
La energía solar en estas profundidades se disminuye, pero todavía no llega a niveles críticos. La presión tampoco es un factor crítico para la mayoría de los animales, pero el aumento ya es notable.
La oleaje casi no existe - el movimiento de agua es muy reducido.
Véase carta histórica de la plataforma continental "módulo de los trabajos geológicos históricos"


5.11.6.3 Ambiente Batial

Entre una profundidad entre 200 metros hasta 4000 (o 3500m) metros se ubica el sector "batial". Es el pendiente continental que se característica por una cierta inclinación hacia al océano profundo. Es el sector común de los corrientes de turbidez.
Conjunto de animales especializadas en altas profundidades


5.11.6.4 Ambiente Abisal

Mar de alta profundidad: El fondo marino general, el "verdadero" fondo marino geotectónicamente ubicado encima de la corteza oceánica. Los depósitos generalmente son lodos de sílice o lodos de carbonatos (sí el límite de la compensación de los carbonatos lo permite). Corresponde a 58 % de la tierra.
Además, incluye a los sectores de fosas oceánicas como la fosa Perú/Chile (también se usa la clasificación "hadal" para este ambiente de extrema profundidad).
Característico son la escasa cantidad de animales, ausencia de energía solar y una presión muy alta.
Depósitos de corrientes de turbidez


5.11.6.5 Ambiente hemipelágico

Sectores del mar cercanas de continentes.
Con alta influencia del continente: Detritus que viene de los continentes por ríos y viento.

Los sedimentos del sector hemipelágico muestran una cierta influencia de la masa continental cercana. Especialmente el detritus de los grandes sistemas fluviales se descanta en el sector hemipelágico. Además se encuentra trozos de plantas, madera etc. También polvos transportados por el viento podrían decantarse en este sector.


5.11.6.6 Ambiente pelágico

Regiones del mar lejos del continente.
Depósitos especiales (químicas) casi sin detritus de la tierra firme. Lodos, lutitas y radiolaritas como rocas.

Otros ambientes marinos:
Rocas sedimentarias químicas
Otros ambientes del mar
Corrientes de turbidez
Los arrecifes:


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Contenido

Apuntes Geología General

Apuntes
Contenido Geología General
I. Introducción
1. Universo - La Tierra
2. Mineralogía
3. Ciclo geológico
4. Magmático
5. Sedimentario
, Intro

Meteorización
Suelos
Erosión
Aluvial - fluvial
Fluvial
Eólico
Glacial, hielo, criósfera
Salares
Karst y calizas de agua dulce
Geomorfología
Ambiente marino
Corriente turbidez y atolón
Calizas marinas
Sal: océanos
Rocas: propiedades - intro
Estratificación
Intro: Clásticas
Propiedades de los clastos
Tipos de clastos
Texturas comunes
Rocas clásticas
Rocas químicas
Rocas organogenias

6. Metamórfico, Introducción
7. Deriva Continental
8. Geología Histórica
9. Geología Regional
10. Estratigrafía - perfil y mapa
11. Geología Estructural
12. La Atmósfera
13. Geología económica

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Historia de las geociencias y minería
Historia de las geociencias en figuras y textos
Krümmel (1886) Agua del océano

Temperatura, corrientes, El agua
Temperaturas superficiales  del agua de los océanos (Krümmel, 1886)
Temperaturas del agua en diferentes profundidades (Krümmel, 1886)
Temperatura del agua (Kayser, 1912)
Corrientes del Atlántico (Lippert, 1878)

El fondo marino
Profundidades océano (Krümmel, 1886)
Plataforma continental (Beche, 1852)
Plataforma continental y profundidades (Rossmässler, 1863)
Plataforma continental (Krümmel, 1886)
Plataforma continental - océano (KAYSER, 1912)

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Las marismas

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Walther 1908: Hemisferio de los océanos

Walther 1908: Hemisferio de los océanos
El hemisferio de los continentes y los océanos (Walther, 1908; Dana, 1894)



Kruemmel 1886: Profundidad de los oceanos en 1886

Kruemmel 1886: Profundidad de los océanos en 1886
Profundidades océano (Krümmel, 1886)


Barco científico, oceanografía en 1886: La "Gazelle"

Barco científico, oceanografía en 1886: La "Gazelle"
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Enlaces:

Environmental Defense: Coral Reefs facts:  http://www.edf.org/pubs/FactSheets/f_REEFFact.html 
Geology and Biology of Coral Reefs: (Univ.Cincinnaty)  http://ucaswww.mcm.uc.edu/geology/meyer/coralreefs/notes.htm 
Coral Reefs information (Aquarium Baltimore)  http://www.aqua.org/education/teachers/coralreef.html

Literatura:


FUECHTBAUER, H. & MUELLER, G. ( 1970): Sedimente und Sedimentgesteine.- Schweizerbarth; Stuttgart
PRESS, F. & SIEVER, R. (1986): Earth.- 656 páginas, W.H. Freeman and Company

STRAHLER, A. (1992): Geología Física.- 629 páginas; Omega Ediciones, Barcelona.

 

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