La salinidad ( / s ə ˈ l ɪ n ɪ t i / ) es la salinidad o cantidad de sal disuelta en un cuerpo de agua , llamada agua salina (ver también salinidad del suelo ). Suele medirse en g/L o g/kg (gramos de sal por litro/kilogramo de agua; este último no tiene dimensiones y es igual a ‰).
La salinidad es un factor importante para determinar muchos aspectos de la química de las aguas naturales y de los procesos biológicos dentro de ellas, y es una variable de estado termodinámico que, junto con la temperatura y la presión , gobierna las características físicas como la densidad y la capacidad calorífica del agua.
Una línea de contorno de salinidad constante se llama isohalina o, a veces, isohale .
La salinidad en ríos, lagos y océanos es conceptualmente simple, pero técnicamente difícil de definir y medir con precisión. Conceptualmente la salinidad es la cantidad de sal disuelta que contiene el agua. Las sales son compuestos como cloruro de sodio , sulfato de magnesio , nitrato de potasio y bicarbonato de sodio que se disuelven en iones. La concentración de iones cloruro disueltos a veces se denomina clorinidad. Operacionalmente, la materia disuelta se define como aquella que puede pasar a través de un filtro muy fino (históricamente un filtro con un tamaño de poro de 0,45 μm, pero hoy en día [¿ cuándo ? ] suele ser de 0,2 μm). [2] La salinidad se puede expresar en forma de fracción de masa , es decir, la masa del material disuelto en una unidad de masa de solución.
El agua de mar suele tener una salinidad masiva de alrededor de 35 g/kg, aunque los valores más bajos son típicos cerca de las costas donde los ríos desembocan en el océano. Los ríos y lagos pueden tener una amplia gama de salinidades, desde menos de 0,01 g/kg [3] hasta unos pocos g/kg, aunque hay muchos lugares donde se encuentran salinidades más altas. El Mar Muerto tiene una salinidad de más de 200 g/kg. [4] La precipitación suele tener un TDS de 20 mg/kg o menos. [5]
Cualquiera que sea el tamaño de poro que se utilice en la definición, el valor de salinidad resultante de una muestra determinada de agua natural no variará en más de un pequeño porcentaje (%). Los oceanógrafos físicos que trabajan en el océano abisal , sin embargo, a menudo se preocupan por la precisión y la intercomparabilidad de las mediciones realizadas por diferentes investigadores, en diferentes momentos, hasta casi cinco dígitos significativos . [6] Los oceanógrafos utilizan un producto de agua de mar embotellada conocido como IAPSO Standard Seawater para estandarizar sus mediciones con suficiente precisión para cumplir con este requisito.
Las dificultades de medición y definición surgen porque las aguas naturales contienen una mezcla compleja de muchos elementos diferentes de diferentes fuentes (no todos de sales disueltas) en diferentes formas moleculares. Las propiedades químicas de algunas de estas formas dependen de la temperatura y la presión. Muchas de estas formas son difíciles de medir con alta precisión y, en cualquier caso, el análisis químico completo no es práctico cuando se analizan múltiples muestras. Diferentes definiciones prácticas de salinidad resultan de diferentes intentos de dar cuenta de estos problemas, con diferentes niveles de precisión, sin dejar de ser razonablemente fáciles de usar.
Por razones prácticas, la salinidad suele estar relacionada con la suma de masas de un subconjunto de estos constituyentes químicos disueltos (la llamada salinidad de la solución ), en lugar de con la masa desconocida de sales que dieron origen a esta composición (una excepción es cuando se utiliza agua de mar artificial ). creado). Para muchos propósitos, esta suma puede limitarse a un conjunto de ocho iones principales en aguas naturales, [7] [8] aunque para agua de mar con la mayor precisión también se incluyen siete iones menores adicionales. [6] Los iones principales dominan la composición inorgánica de la mayoría (pero no de todas) las aguas naturales. Las excepciones incluyen algunos lagos de pozo y aguas de algunos manantiales hidrotermales .
Las concentraciones de gases disueltos como el oxígeno y el nitrógeno no suelen incluirse en las descripciones de la salinidad. [2] Sin embargo, a menudo se incluye el gas dióxido de carbono , que cuando se disuelve se convierte parcialmente en carbonatos y bicarbonatos . El silicio en forma de ácido silícico , que normalmente aparece como una molécula neutra en el rango de pH de la mayoría de las aguas naturales, también puede incluirse para algunos fines (por ejemplo, cuando se investigan las relaciones salinidad/densidad).
Para los oceanógrafos, el término "salinidad" suele asociarse a una de un conjunto de técnicas de medición específicas. A medida que evolucionan las técnicas dominantes, también lo hacen las diferentes descripciones de la salinidad. Antes de la década de 1980 , las salinidades se medían en gran medida mediante técnicas basadas en la titulación . La valoración con nitrato de plata podría usarse para determinar la concentración de iones haluro (principalmente cloro y bromo ) para dar una clorinidad . Luego, la clorinidad se multiplicó por un factor para tener en cuenta todos los demás componentes. Las 'salinidades de Knudsen' resultantes se expresan en unidades de partes por mil (ppt o ‰ ).
El uso de mediciones de conductividad eléctrica para estimar el contenido iónico del agua de mar condujo al desarrollo de la escala denominada escala práctica de salinidad en 1978 (PSS-78). [9] [10] Las salinidades medidas con PSS-78 no tienen unidades.El sufijo psu o PSU (que denota unidad práctica de salinidad ) a veces se agrega a los valores de medición del PSS-78. [11] La adición de PSU como unidad después del valor es "formalmente incorrecta y se desaconseja encarecidamente". [2]
En 2010 se introdujo un nuevo estándar para las propiedades del agua de mar llamado ecuación termodinámica del agua de mar 2010 ( TEOS-10 ), que aboga por la salinidad absoluta como reemplazo de la salinidad práctica y la temperatura conservadora como reemplazo de la temperatura potencial . [6] Esta norma incluye una nueva escala denominada escala de salinidad de composición de referencia . Las salinidades absolutas en esta escala se expresan como fracción de masa, en gramos por kilogramo de solución. Las salinidades en esta escala se determinan combinando mediciones de conductividad eléctrica con otra información que puede explicar los cambios regionales en la composición del agua de mar. También se pueden determinar realizando mediciones directas de densidad.
Una muestra de agua de mar de la mayoría de los lugares con una clorinidad de 19,37 ppt tendrá una salinidad Knudsen de 35,00 ppt, una salinidad práctica PSS-78 de aproximadamente 35,0 y una salinidad absoluta TEOS-10 de aproximadamente 35,2 g/kg. La conductividad eléctrica de esta agua a una temperatura de 15 °C es de 42,9 mS/cm. [6] [12]
A escala global, es extremadamente probable que el cambio climático causado por el hombre haya contribuido a los cambios observados en la salinidad de la superficie y el subsuelo desde la década de 1950, y las proyecciones de los cambios de la salinidad de la superficie a lo largo del siglo XXI indican que las regiones oceánicas frescas seguirán volviéndose más frescas y saladas. Las regiones seguirán volviéndose más saladas. [13]
La salinidad sirve como marcador de diferentes masas. El agua de la superficie es absorbida para reemplazar el agua que se hunde, que a su vez eventualmente se vuelve lo suficientemente fría y salada como para hundirse. La distribución de la salinidad contribuye a dar forma a la circulación oceánica.
Los limnólogos y químicos suelen definir la salinidad en términos de masa de sal por unidad de volumen, expresada en unidades de mg/L o g/L. [7] Se da a entender, aunque a menudo no se indica, que este valor se aplica con precisión sólo a alguna temperatura de referencia porque el volumen de la solución varía con la temperatura. Los valores presentados de esta manera suelen tener una precisión del orden del 1%. Los limnólogos también utilizan la conductividad eléctrica , o "conductividad de referencia", como indicador de la salinidad. Esta medida puede corregirse por efectos de temperatura y generalmente se expresa en unidades de μS/cm .
El agua de un río o lago con una salinidad de alrededor de 70 mg/L normalmente tendrá una conductividad específica a 25 °C de entre 80 y 130 μS/cm. La proporción real depende de los iones presentes. [14] La conductividad real generalmente cambia aproximadamente un 2% por grado Celsius, por lo que la conductividad medida a 5 °C podría estar solo en el rango de 50 a 80 μS/cm.
Las mediciones directas de densidad también se utilizan para estimar la salinidad, particularmente en lagos altamente salinos . [4] A veces, la densidad a una temperatura específica se utiliza como indicador de la salinidad. En otras ocasiones, se utiliza una relación empírica de salinidad/densidad desarrollada para una masa de agua en particular para estimar la salinidad de muestras a partir de una densidad medida.
Las aguas marinas son las del océano, otro término para denominar mares euhalinos . La salinidad de los mares euhalinos es del 30 al 35 ‰. Los mares o aguas salobres tienen una salinidad en el rango de 0,5 a 29 ‰ y los mares metahalinos de 36 a 40 ‰. Todas estas aguas se consideran talásicas porque su salinidad se deriva del océano y se definen como homoiohalinas si la salinidad no varía mucho con el tiempo (esencialmente constante). La tabla de la derecha, modificada de Por (1972), [15] [16] sigue el "sistema de Venecia" (1959). [17]
A diferencia de los ambientes homoiohalinos, existen ciertos ambientes poiquilohalinos (que también pueden ser talásicos ) en los que la variación de la salinidad es biológicamente significativa. [18] La salinidad del agua poiquilohalina puede oscilar entre 0,5 y más de 300 ‰. La característica importante es que la salinidad de estas aguas tiende a variar estacionalmente en algún rango biológicamente significativo o en alguna otra escala de tiempo aproximadamente comparable. En pocas palabras, se trata de masas de agua con una salinidad bastante variable.
El agua muy salina, en la que cristalizan (o están a punto de cristalizar) sales, se denomina salmuera .
La salinidad es un factor ecológico de considerable importancia, que influye en los tipos de organismos que viven en una masa de agua. Además, la salinidad influye en los tipos de plantas que crecerán en una masa de agua o en tierra alimentada por agua (o por agua subterránea ). [19] Una planta adaptada a condiciones salinas se llama halófita . Una halófita que es tolerante a la salinidad residual del carbonato de sodio se llama glasswort o saltwort o barilla . Los organismos (principalmente bacterias) que pueden vivir en condiciones muy saladas se clasifican como extremófilos , o específicamente halófilos . Un organismo que puede soportar un amplio rango de salinidades es el eurihalino .
Es costoso eliminar las sales del agua y el contenido de sal es un factor importante en el uso del agua, ya que influye en la potabilidad y la idoneidad para el riego . Se han observado aumentos de la salinidad en lagos y ríos de Estados Unidos, debido a la sal común de las carreteras y otros descongeladores de sal en la escorrentía. [20]
El grado de salinidad de los océanos es un impulsor de la circulación oceánica mundial , donde los cambios de densidad debidos tanto a cambios de salinidad como a cambios de temperatura en la superficie del océano producen cambios en la flotabilidad, que provocan el hundimiento y ascenso de las masas de agua. Se cree que los cambios en la salinidad de los océanos contribuyen a los cambios globales en el dióxido de carbono, ya que las aguas más salinas son menos solubles en dióxido de carbono. Además, durante los períodos glaciales, la hidrografía es tal que una posible causa de la circulación reducida es la producción de océanos estratificados. En tales casos, es más difícil subducir agua a través de la circulación termohalina.
La salinidad no solo es un impulsor de la circulación oceánica, sino que los cambios en la circulación oceánica también afectan la salinidad, particularmente en el Atlántico Norte subpolar, donde de 1990 a 2010 las mayores contribuciones de agua de deshielo de Groenlandia fueron contrarrestadas por un mayor transporte hacia el norte de aguas saladas del Atlántico. [13] [21] [22] [23] Sin embargo, las aguas del Atlántico norte se han vuelto más frescas desde mediados de la década de 2010 debido al aumento del flujo de agua de deshielo de Groenlandia. [13] [24]
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