La mayor parte del agua de la atmósfera y la corteza terrestre proviene de agua de mar salina , mientras que el agua dulce representa casi el 1% del total. La gran mayor parte del agua de la Tierra es salina o agua salada , con una salinidad promedio del 35‰ (o 3,5%, aproximadamente equivalente a 34 gramos de sales en 1 kg de agua de mar), aunque esto varía ligeramente según la cantidad de escorrentía. recibido de tierras circundantes. En total, el agua de los océanos y mares marginales, las aguas subterráneas salinas y el agua de los lagos salinos cerrados representan más del 97% del agua de la Tierra, aunque ningún lago cerrado almacena una cantidad de agua significativa a nivel mundial. El agua subterránea salina rara vez se considera, excepto cuando se evalúa la calidad del agua en regiones áridas.
El resto del agua de la Tierra constituye el recurso de agua dulce del planeta . Normalmente, el agua dulce se define como agua con una salinidad inferior al 1% de la de los océanos, es decir, por debajo de alrededor del 0,35‰. El agua con una salinidad entre este nivel y 1‰ normalmente se denomina agua marginal porque es marginal para muchos usos por parte de humanos y animales. La proporción entre agua salada y agua dulce en la Tierra es de aproximadamente 50:1.
El agua dulce del planeta también está distribuida de manera muy desigual. Aunque en períodos cálidos como el Mesozoico y el Paleógeno, cuando no había glaciares en ningún lugar del planeta, toda el agua dulce se encontraba en ríos y arroyos, hoy en día la mayor parte del agua dulce existe en forma de hielo, nieve, agua subterránea y humedad del suelo, con solo 0,3 % en forma líquida en la superficie. Del agua dulce líquida de la superficie, el 87% se encuentra en lagos, el 11% en pantanos y sólo el 2% en ríos. También existen pequeñas cantidades de agua en la atmósfera y en los seres vivos.
Aunque se sabe que el volumen total de agua subterránea es mucho mayor que el de la escorrentía de los ríos, una gran proporción de esta agua subterránea es salina y, por lo tanto, debe clasificarse con el agua salina mencionada anteriormente. También hay una gran cantidad de agua subterránea fósil en regiones áridas que nunca se han renovado durante miles de años; Esto no debe verse como agua renovable.
El volumen total de agua en la Tierra se estima en 1.386 millones de km 3 (333 millones de millas cúbicas), siendo el 97,5% agua salada y el 2,5% agua dulce . Del agua dulce, sólo el 0,3% se encuentra en forma líquida en la superficie. [2] [3] [4]
Debido a que los océanos que cubren aproximadamente el 70,8% del área de la Tierra reflejan la luz azul, la Tierra parece azul desde el espacio y a menudo se la conoce como el planeta azul y el punto azul pálido . El agua dulce líquida, como lagos y ríos, cubre aproximadamente el 1% de la superficie de la Tierra [5] y, en conjunto con la capa de hielo de la Tierra, la superficie de la Tierra es 75% de agua por área. [6]
En conjunto, los lagos de la Tierra contienen 199.000 km 3 de agua. [7] La mayoría de los lagos se encuentran en las altas latitudes del norte, lejos de los centros de población humana. [8] [9] Los Grandes Lagos de América del Norte , que contienen el 21% del agua dulce del mundo en volumen, [10] [11] [12] son una excepción. La cuenca de los Grandes Lagos alberga a 33 millones de personas. [13] Las ciudades canadienses de Thunder Bay , St. Catharines , Hamilton , Toronto , Oshawa y Kingston , así como las ciudades estadounidenses de Detroit , Duluth , Milwaukee , Chicago , Gary , Cleveland , Buffalo y Rochester están ubicadas en costas del sistema de los Grandes Lagos.
El agua dulce subterránea es de gran valor, especialmente en países áridos como China. Su distribución es muy similar a la del agua superficial de los ríos, pero es más fácil de almacenar en climas cálidos y secos porque el almacenamiento de agua subterránea está mucho más protegido de la evaporación que las represas . En países como Yemen , el agua subterránea procedente de precipitaciones irregulares durante la temporada de lluvias es la principal fuente de agua para riego .
Debido a que la recarga de aguas subterráneas es mucho más difícil de medir con precisión que la escorrentía superficial , el agua subterránea generalmente no se utiliza en áreas donde se encuentran disponibles incluso niveles bastante limitados de agua superficial. Incluso hoy en día, las estimaciones de la recarga total de agua subterránea varían mucho para la misma región dependiendo de la fuente que se utilice, y los casos en los que el agua subterránea fósil se explota más allá de la tasa de recarga (incluido el acuífero de Ogallala [14] ) son muy frecuentes y casi siempre no se consideran seriamente. cuando se desarrollaron por primera vez.
El volumen total de agua de los ríos se estima en 2.120 km 3 (510 millas cúbicas), o el 0,49% del agua dulce superficial de la Tierra. [2] Los ríos y las cuencas a menudo se comparan no según su volumen estático, sino según su flujo de agua o escorrentía superficial . La distribución de la escorrentía de los ríos sobre la superficie de la Tierra es muy desigual.
Puede haber grandes variaciones dentro de estas regiones. Por ejemplo, hasta una cuarta parte del limitado suministro de agua dulce renovable de Australia se encuentra en la casi deshabitada península del Cabo York . [15] Además, incluso en continentes bien regados, hay zonas que sufren una escasez extrema de agua, como Texas en América del Norte, cuyo suministro de agua renovable asciende a sólo 26 km 3 /año en una superficie de 695.622 km 2 , o en el Sur. África , con sólo 44 km 3 /año en 1.221.037 km 2 . [15] Las zonas de mayor concentración de agua renovable son:
La corteza oceánica es joven, delgada y densa, y ninguna de las rocas que contiene data de más antigua que la desintegración de Pangea . [ cita necesaria ] Debido a que el agua es mucho más densa que cualquier gas , esto significa que el agua fluirá hacia las "depresiones" formadas como resultado de la alta densidad de la corteza oceánica (en un planeta como Venus , sin agua, las depresiones parecen forman una vasta llanura sobre la cual se elevan mesetas). Dado que las rocas de baja densidad de la corteza continental contienen grandes cantidades de sales de metales alcalinos y alcalinotérreos que se erosionan fácilmente , durante miles de millones de años la sal se ha acumulado en los océanos como resultado de la evaporación que devuelve el agua dulce a la tierra en forma de lluvia y nieve . [ cita necesaria ]
La variabilidad de la disponibilidad de agua es importante tanto para el funcionamiento de las especies acuáticas como para la disponibilidad de agua para uso humano: el agua que sólo está disponible en unos pocos años húmedos no debe considerarse renovable. Debido a que la mayor parte de la escorrentía global proviene de áreas de muy baja variabilidad climática, la escorrentía global total es generalmente de baja variabilidad.
De hecho, incluso en las zonas más áridas, tiende a haber pocos problemas con la variabilidad de la escorrentía porque la mayoría de las fuentes de agua utilizables provienen de regiones de alta montaña que proporcionan un derretimiento de glaciares altamente confiable como principal fuente de agua, lo que también ocurre en el período pico del verano. de alta demanda de agua. Esto históricamente ayudó al desarrollo de muchas de las grandes civilizaciones de la historia antigua, e incluso hoy permite la agricultura en áreas tan productivas como el Valle de San Joaquín .
Sin embargo, en Australia y el sur de África , la historia es diferente. Aquí, la variabilidad de la escorrentía es mucho mayor que en otras regiones continentales del mundo con climas similares. [16] Los ríos de clima típicamente templado ( clasificación climática de Köppen C) y árido (clasificación climática de Köppen B) en Australia y el sur de África tienen hasta tres veces el coeficiente de variación de escorrentía de los de otras regiones continentales. [17] La razón de esto es que, mientras que todos los demás continentes han tenido sus suelos moldeados en gran medida por la glaciación cuaternaria y la formación de montañas , los suelos de Australia y el sur de África han permanecido prácticamente inalterados desde al menos el Cretácico temprano y, en general, desde la anterior edad de hielo. en el Carbonífero . En consecuencia, los niveles de nutrientes disponibles en los suelos australianos y del sur de África tienden a ser órdenes de magnitud más bajos que los de climas similares en otros continentes, y la flora nativa compensa esto a través de densidades de raíces mucho más altas (por ejemplo, raíces proteoides ) para absorber una cantidad mínima de fósforo y otros nutrientes. . Debido a que estas raíces absorben tanta agua, la escorrentía en los ríos típicos de Australia y África del Sur no ocurre hasta que se han producido aproximadamente 300 mm (12 pulgadas) o más de lluvia. En otros continentes, la escorrentía se producirá después de lluvias bastante ligeras debido a la baja densidad de raíces.
La consecuencia de esto es que muchos ríos en Australia y el sur de África (en comparación con muy pocos en otros continentes) son teóricamente imposibles de regular porque las tasas de evaporación de las represas significan que un almacenamiento lo suficientemente grande como para regular teóricamente el río a un nivel determinado en realidad sería suficiente. permitir que se utilice muy poco tiro. Ejemplos de tales ríos incluyen los de la cuenca del lago Eyre . Incluso para otros ríos australianos, se necesita un almacenamiento tres veces mayor para proporcionar un tercio del suministro de un clima comparable en el sureste de América del Norte o el sur de China. También afecta la vida acuática, favoreciendo fuertemente a aquellas especies capaces de reproducirse rápidamente después de grandes inundaciones para que algunas sobrevivan a la próxima sequía.
Los ríos de clima tropical (clasificación climática A de Köppen) en Australia y África austral, por el contrario, no tienen índices de escorrentía marcadamente más bajos que los de climas similares en otras regiones del mundo. Aunque los suelos de la Australia tropical y el sur de África son incluso más pobres que los de las partes áridas y templadas de estos continentes, la vegetación puede utilizar fósforo orgánico o fosfato disuelto en el agua de lluvia como fuente de nutrientes. En climas más fríos y secos estas dos fuentes relacionadas tienden a ser prácticamente inútiles, razón por la cual se necesitan medios tan especializados para extraer la mínima cantidad de fósforo.
Hay otras áreas aisladas de alta variabilidad de escorrentía, aunque se deben básicamente a precipitaciones erráticas más que a una hidrología diferente. Estos incluyen: [17]
Se ha planteado la hipótesis de que el agua está presente en la corteza terrestre , el manto e incluso el núcleo e interactúa con la superficie del océano a través del " ciclo del agua en toda la Tierra ". Sin embargo, la cantidad real de agua almacenada en el interior de la Tierra aún sigue siendo objeto de debate. Se estima que entre 1,5 y 11 veces la cantidad de agua de los océanos se puede encontrar a cientos de kilómetros de profundidad en el interior de la Tierra, aunque no en forma líquida. [ cita necesaria ]
El manto inferior del interior de la Tierra puede contener hasta cinco veces más agua que toda el agua superficial combinada (todos los océanos, todos los lagos, todos los ríos). [19]
La cantidad de agua almacenada en el interior de la Tierra puede igualar o superar la de todos los océanos superficiales. [20] Algunos investigadores propusieron que el presupuesto total de agua del manto puede ascender a decenas de masas oceánicas. [21] El agua en el manto de la Tierra se disuelve principalmente en minerales nominalmente anhidros como hidroxilos (OH). [22] Estas impurezas de OH en rocas y minerales pueden lubricar la placa tectónica, influir en la viscosidad de la roca y los procesos de fusión, y ralentizar las ondas sísmicas. [20] Las dos fases del manto en la zona de transición entre el manto superior e inferior de la Tierra, wadsleyita y ringwoodita , podrían incorporar potencialmente hasta un pequeño porcentaje en peso de agua en su estructura cristalina. [23] En 2014 se encontró evidencia directa de la presencia de agua en el manto de la Tierra basándose en una muestra de ringwoodita hidratada incluida en un diamante de Juína, Brasil . [24] Las observaciones sísmicas sugieren la presencia de agua en el derretimiento por deshidratación en la parte superior del manto inferior debajo de los EE. UU. continentales. [25] El agua molecular (H 2 O) no es la principal fase portadora de agua en el manto, pero su forma de alta presión, hielo-VII , también se ha encontrado en diamantes súper profundos .