La zona de luz solar tiene 200 metros de profundidad. La zona fótica , zona eufótica , zona epipelágica o zona de luz solar es la capa superior de un cuerpo de agua que recibe luz solar , permitiendo al fitoplancton realizar la fotosíntesis . Pasa por una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que suministran nutrientes a la columna de agua superior . La zona fótica alberga la mayor parte de la vida acuática debido a la actividad ( producción primaria ) del fitoplancton. Los espesores de las zonas fótica y eufótica varían con la intensidad de la luz solar en función de la estación y la latitud y con el grado de turbidez del agua. La zona más profunda, o afótica, es la región de oscuridad perpetua que se encuentra debajo de la zona fótica e incluye la mayoría de las aguas del océano. [1]
En la zona fótica, la tasa de fotosíntesis excede la tasa de respiración. Esto se debe a la abundante energía solar que los productores primarios como el fitoplancton utilizan como fuente de energía para la fotosíntesis . Este fitoplancton crece extremadamente rápido debido a la fuerte influencia de la luz solar, lo que le permite producirse a un ritmo rápido. De hecho, el noventa y cinco por ciento de la fotosíntesis en el océano ocurre en la zona fótica. Por lo tanto, si profundizamos, más allá de la zona fótica, como en el punto de compensación , hay poco o ningún fitoplancton debido a la insuficiente luz solar. [2] La zona que se extiende desde la base de la zona eufótica hasta la zona afótica a veces se denomina zona disfótica. [3]
El noventa por ciento de la vida marina vive en la zona fótica, que se encuentra aproximadamente a doscientos metros de profundidad. Esto incluye fitoplancton (plantas), incluidos dinoflagelados , diatomeas , cianobacterias , cocolitóforos y criptomonas . También incluye al zooplancton , los consumidores de la zona fótica. Hay carnívoros carnívoros y herbívoros herbívoros . A continuación, los copépodos son los pequeños crustáceos distribuidos por toda la zona fótica. Finalmente, están los necton (animales que pueden propulsarse por sí mismos, como peces, calamares y cangrejos), que son los animales más grandes y evidentes de la zona fótica, pero su cantidad es la menor de todos los grupos. [4] El fitoplancton son plantas microscópicas que viven suspendidas en la columna de agua y tienen poca o ninguna capacidad de motilidad. Son productores primarios que utilizan la energía solar como fuente de alimento. [ cita necesaria ]
Los detritívoros y carroñeros son raros en la zona fótica. La descomposición microbiana de los organismos muertos comienza aquí y continúa una vez que los cuerpos se hunden en la zona afótica, donde forman la fuente más importante de nutrientes para los organismos de las profundidades marinas. [5] La profundidad de la zona fótica depende de la transparencia del agua. Si el agua es muy clara, la zona fótica puede llegar a ser muy profunda. Si está muy turbio, puede tener sólo cincuenta pies (quince metros) de profundidad.
Los animales dentro de la zona fótica utilizan el ciclo de luz y oscuridad como una señal ambiental importante, la migración está directamente relacionada con este hecho, los peces utilizan el concepto de anochecer y amanecer cuando llega el momento de migrar, la zona fótica se asemeja a este concepto proporcionando una sensación de tiempo. Estos animales pueden ser arenques y sardinas y otros peces que viven constantemente dentro de la zona fótica. [6]
Debido a la absorción biológica, la zona fótica tiene niveles relativamente bajos de concentraciones de nutrientes. Como resultado, el fitoplancton no recibe suficientes nutrientes cuando la estabilidad de la columna de agua es alta. [7] La distribución espacial de los organismos puede controlarse mediante una serie de factores. Los factores físicos incluyen: temperatura, presión hidrostática, mezcla turbulenta, como el flujo turbulento ascendente de nitrógeno inorgánico a través de la nutriclina. [8] Los factores químicos incluyen oxígeno y oligoelementos. Los factores biológicos incluyen el pastoreo y las migraciones. [9] Las surgencias transportan nutrientes desde las aguas profundas a la zona fótica, fortaleciendo el crecimiento del fitoplancton. La remezcla y el afloramiento eventualmente devuelven desechos ricos en nutrientes a la zona fótica. Además, el transporte de Ekman aporta más nutrientes a la zona fótica. La frecuencia del pulso de nutrientes afecta la competencia del fitoplancton. La fotosíntesis produce más. Al ser el primer eslabón de la cadena alimentaria, lo que le sucede al fitoplancton crea un efecto dominó para otras especies. Además del fitoplancton, en esta zona también viven muchos otros animales que utilizan estos nutrientes. La mayor parte de la vida oceánica se produce en la zona fótica, la zona oceánica más pequeña por volumen de agua. La zona fótica, aunque pequeña, tiene un gran impacto en quienes residen en ella.
La profundidad es, por definición, donde la radiación se degrada hasta el 1% de su intensidad superficial. [10] En consecuencia, su espesor depende del grado de atenuación de la luz en la columna de agua. Como la luz entrante en la superficie puede variar ampliamente, esto dice poco sobre el crecimiento neto del fitoplancton. Las profundidades eufóticas típicas varían desde sólo unos pocos centímetros en lagos eutróficos muy turbios hasta alrededor de 200 metros en mar abierto . También varía con los cambios estacionales en la turbidez, que pueden estar fuertemente impulsados por las concentraciones de fitoplancton , de modo que la profundidad de la zona fótica a menudo disminuye a medida que aumenta la producción primaria . Además, la tasa de respiración es en realidad mayor que la tasa de fotosíntesis. La razón por la que la producción de fitoplancton es tan importante es porque desempeña un papel destacado cuando se entrelaza con otras redes alimentarias .
La mayor parte de la energía solar que llega a la Tierra se encuentra en el rango de la luz visible, con longitudes de onda entre 400 y 700 nm. Cada color de luz visible tiene una longitud de onda única y juntos forman la luz blanca. Las longitudes de onda más cortas se encuentran en el extremo violeta y ultravioleta del espectro, mientras que las longitudes de onda más largas se encuentran en el extremo rojo e infrarrojo. En el medio, los colores del espectro visible comprenden el conocido “ROYGBIV”; rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. [12]
El agua es muy eficaz para absorber la luz entrante, por lo que la cantidad de luz que penetra en el océano disminuye rápidamente (se atenúa) con la profundidad. A un metro de profundidad sólo queda el 45% de la energía solar que cae sobre la superficie del océano. A 10 metros de profundidad sólo queda el 16% de la luz, y a 100 metros sólo queda el 1% de la luz original. Ninguna luz penetra más allá de los 1.000 metros. [12]
Además de la atenuación general, los océanos absorben las diferentes longitudes de onda de la luz a diferentes velocidades. Las longitudes de onda en los extremos del espectro visible se atenúan más rápido que las longitudes de onda en el medio. Las longitudes de onda más largas se absorben primero; el rojo se absorbe en los 10 metros superiores, el naranja en unos 40 metros y el amarillo desaparece antes de los 100 metros. Las longitudes de onda más cortas penetran más, y la luz azul y verde alcanza las profundidades más profundas. [12]
Por eso las cosas parecen azules bajo el agua. La forma en que el ojo percibe los colores depende de las longitudes de onda de la luz que recibe el ojo. Un objeto parece rojo a la vista porque refleja la luz roja y absorbe otros colores. Entonces el único color que llega al ojo es el rojo. El azul es el único color de luz disponible en las profundidades del agua, por lo que es el único color que puede reflejarse en el ojo, y todo tiene un tinte azul bajo el agua. Un objeto rojo en una profundidad no nos parecerá rojo porque no hay luz roja disponible para reflejarse en el objeto. Los objetos en el agua sólo aparecerán con sus colores reales cerca de la superficie, donde todas las longitudes de onda de luz todavía están disponibles, o si las otras longitudes de onda de luz se proporcionan artificialmente, como iluminando el objeto con una luz de buceo. [12]
El agua en mar abierto parece clara y azul porque contiene muchas menos partículas , como fitoplancton u otras partículas suspendidas, y cuanto más clara es el agua, más profunda es la penetración de la luz. La luz azul penetra profundamente y es dispersada por las moléculas de agua, mientras que todos los demás colores son absorbidos; así el agua parece azul. Por el contrario, las aguas costeras suelen tener un color verdoso. El agua costera contiene mucho más limo , algas y organismos microscópicos en suspensión que el océano abierto. Muchos de estos organismos, como el fitoplancton, absorben luz en el rango azul y rojo a través de sus pigmentos fotosintéticos, dejando el verde como la longitud de onda dominante de la luz reflejada. Por lo tanto, cuanto mayor es la concentración de fitoplancton en el agua, más verde parece. Las pequeñas partículas de limo también pueden absorber la luz azul, lo que aleja aún más el color del agua del azul cuando hay altas concentraciones de partículas suspendidas. [12]
El océano se puede dividir en capas profundas dependiendo de la cantidad de penetración de la luz, como se analiza en zona pelágica . Los 200 metros superiores se denominan zona fótica o eufótica. Esto representa la región donde puede penetrar suficiente luz para sustentar la fotosíntesis y corresponde a la zona epipelágica. De 200 a 1000 metros se encuentra la zona disfótica o zona crepuscular (correspondiente a la zona mesopelágica). Todavía hay algo de luz a estas profundidades, pero no la suficiente para favorecer la fotosíntesis. Por debajo de los 1000 metros se encuentra la zona afótica (o medianoche), donde no penetra la luz. Esta región incluye la mayor parte del volumen del océano, que existe en completa oscuridad. [12]
El fitoplancton son microorganismos unicelulares que forman la base de las cadenas alimentarias de los océanos . Están dominados por las diatomeas , a las que les crecen conchas de silicato llamadas frústulas . Cuando las diatomeas mueren, sus caparazones pueden depositarse en el fondo marino y convertirse en microfósiles . Con el tiempo, estos microfósiles quedan enterrados como depósitos de ópalo en el sedimento marino . La paleoclimatología es el estudio de los climas pasados. Los datos indirectos se utilizan para relacionar los elementos recolectados en muestras sedimentarias modernas con las condiciones climáticas y oceánicas del pasado. Los indicadores del paleoclima se refieren a marcadores físicos conservados o fosilizados que sirven como sustitutos de las mediciones meteorológicas u oceánicas directas. [13] Un ejemplo de sustitutos es el uso de registros de isótopos de diatomeas de δ13C , δ18O , δ30Si ( diatomea δ13C, diatomea δ18O y diatomea δ30Si ). En 2015, Swann y Snelling utilizaron estos registros de isótopos para documentar cambios históricos en las condiciones de la zona fótica del noroeste del Océano Pacífico , incluido el suministro de nutrientes y la eficiencia de la bomba biológica de tejidos blandos , desde la etapa moderna hasta la etapa de isótopos marinos. 5e , que coincide con el último período interglacial . Los picos en la productividad del ópalo en la etapa de isótopos marinos están asociados con la ruptura de la estratificación regional de la haloclina y el aumento del suministro de nutrientes a la zona fótica. [14]
El desarrollo inicial de la haloclina y la columna de agua estratificada se ha atribuido al inicio de una importante glaciación en el hemisferio norte a 2,73 Ma, que aumentó el flujo de agua dulce a la región, a través de un aumento de las precipitaciones monzónicas y/o del agua de deshielo de los glaciares, y de las temperaturas de la superficie del mar . [15] [16] [17] [18] La disminución del afloramiento de agua abisal asociada con esto puede haber contribuido al establecimiento de condiciones globalmente más frías y a la expansión de los glaciares en todo el hemisferio norte desde 2,73 Ma. [16] Si bien la haloclina parece haber prevalecido durante los ciclos glacial-interglaciares del Plioceno tardío y del Cuaternario temprano , [19] otros estudios han demostrado que el límite de estratificación puede haberse roto a finales del Cuaternario en las terminaciones glaciales y durante la primera parte del interglaciales. [20] [21] [22] [23] [24] [14]
El fitoplancton está restringido únicamente a la zona de fotografías. Como su crecimiento depende completamente de la fotosíntesis. Esto da como resultado un nivel de agua de 50 a 100 m dentro del océano. El crecimiento también puede provenir de factores terrestres, por ejemplo, minerales que se disuelven en las rocas, nutrientes minerales de generaciones de plantas y animales que llegaron a la zona fótica. [25]
Un aumento en la cantidad de fitoplancton también crea un aumento en el zooplancton, el zooplancton se alimenta del fitoplancton ya que se encuentra en la parte inferior de la cadena alimentaria. [25]
La pérdida de dimetilsulfuro dentro de la zona fótica está controlada por la absorción microbiana y la degradación fotoquímica. Pero, ¿qué es exactamente el sulfuro de dimetilo y por qué es importante? Este compuesto (ver foto) ayuda a regular el ciclo del azufre y la ecología dentro del océano. Las bacterias marinas, las algas, los corales y la mayoría de los demás organismos del océano lo liberan, constituyendo una variedad de familias de genes.
Sin embargo, este compuesto puede ser tóxico para los humanos si se ingiere, se absorbe a través de la piel y se inhala. Las proteínas de las plantas y los animales dependen de este compuesto. Al ser una parte importante de la ecología, es bueno saber que también vive en la zona fótica. [1]
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