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UABC |
LIMNOLOGÍA |
FACULTAD DE CIENCIAS MEZA |
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I. INTRODUCCIÓN, OBJETIVOS Y PERSPECTIVASLimnología es el estudio científico de las aguas dulces o salinas contenidas dentro de los límites continentales. La limnología y la oceanografía tratan de ambientes acuáticos, solo que la oceanografía estudia el océano abierto. Existe una zona de traslape entre estas dos ciencias, que es la plataforma continental (litoral).
Historia de la LimnologíaLIMNOLOGÍA deriva del griego “limne o limnes” que significa fosa o pantano. Su estudio se origina en suiza debido a la riqueza de lagos de origen glaciar.
Los primeros estudios limnológicos de índole biológico fueron hechos por Leeuwenhoek en 1964 realizando la primera descripción microscópica del alga Spirogira del lago Berkelse. También describió los ciclos estacionales del compuesto algar, señaló la dinámica de la cadena trófica y la influencia de los vientos en el compuesto algar (El viento es considerada una fuerza que transporta). La limnología física comenzó en Suiza en 1730 con el ingeniero F. Duiller midiendo una ola superficial periódica conocida como “Seiche” (seca) formada por la fuerza del viento. Saussure descubrió la estratificación termal de los lagos profundos inventando un método para determinar las temperaturas observando el cambio de temperatura con respecto a la profundidad · Con el viento se homogeneizan las temperaturas · La termoclina ocurre principalmente en verano John Lesle realizó la primera descripción de como el calor, la luz, la temperatura de agua y el viento se combinan para formar la estructura del lago (propiedades fisico-químicas). En el año de 1987 el biólogo Hensen acuño el término plancton para describir el material microscópico suspendido en el cuerpo de agua el cual está a merced del viento, corrientes y mareas. Este término fue ampliado por el biólogo alemán Ernst Haeckel para incluir organismos de mayor tamaño (pelágicos) mayores de 0.067 mm, y los menores a 0.067 mm se les denominó nanoplacton.
Siglo XX En el siglo XX aparecen los limnólogos americanos E.A. Birge, C. Juday que estudiaron el Lago Winsconsin, además de James G. Needham el cual estudió los lagos de Nueva York. Birge, E.A. – limnólogo y zoólogo de la Universidad de Winsconsin, centró su estudio sobre las comunidades planctónicas en el lago Mendota, determinando las relaciones entre el plancton lacustre y sus características físicas y químicas. En la parte física descubrió varias propiedades térmicas y lumínicas y patrones de corrientes. En 1908 Juday se conectó con él haciendo muchos trabajos en conjunto marcando una pauta en la limnología. La limnología moderna (contemporánea) a evolucionado diferenciando diferentes temas de estudio: · Aplicación de los conceptos limnológicos para la conservación y mejoramiento de los sistemas acuáticos. · Aportación de información al control de la contaminación de los cuerpos de agua · Creación y restauración de humedales · Control en los procesos de eutroficación (sobrealimentación, acumulo de nutrientes que no se pueden quemar). Ejem. Microalgas cianofitas (azul-verdes) indicadoras de contaminación y/o eutroficación. Además de invertebrados como insectos acuáticos culicidos (zancudos) u oligoquetos utilizados como bioindicadores. La limnología también ayuda a determinar la inundación de los cuerpos de agua, además de los flujos para determinar que estos no afecten las especies, marcando los limites para proteger los hábitats de las especies.
Limnología Es el estudio de las reacciones funcionales y de la productividad de las comunidades bióticas de las aguas continentales en relación a los parámetros físico, químicos y biológicos. Desde el punto de vista ecosistemáticos existen:
El pH natural de los lagos es de 6 a 9. Existen ocasiones en que se utilizan sales para amortiguar, debido a que la lluvia ácida disminuye el pH de los mismos. En Baja California tenemos pHs de 8 a 9 debido a la geología del lugar.
Z = profundidad promedio Zmax = profundidad máxima A = superficie El tiempo de retención depende de la evaporación, temperatura, ubicación, efluentes, tributarios, dinámica del lago, etc. En los océanos la profundidad promedio es de aprox. 4,000 m y la Zmax de 11,000 m. El agua es utilizada para uso urbano, industrial, agrícola, energético, etc. y se obtiene por la canalización de los ríos y/o extracción del subsuelo. En la zona costera el agua marina se introduce al extraer un exceso de agua dulce (este proceso es irreversible) ocasionando un cambio en la vegetación riparia. El agua dulce que se obtiene por la lluvia (fuente básica) es de aprox. 105,000 km3 anual, de la cual sólo 1/3 (37,500 km3/año) es devuelto a los océanos por vía fluvial (ríos). Mientras que los 2/3 restantes del volumen total de agua dulce aportados por lluvias es devuelto a la atmósfera por transpiración y evaporación vegetal. Si de los 37,500 km3/año que es la cantidad de agua potencial aportada a los océanos se dividiera entre los 3.7 miles de millones de humanos, a cada persona dispondría de 10,000 km3/año o 27,000 lts/día. Consumo doméstico = 250 lt/persona/día Consumo industrial = 1,500 lt/p/d Agricultura = varios miles de lt/p/d Baja California no tiene presas importantes, solo pequeñas debido a que el terreno no permite grandes construcciones, de esta manera se pierde mucha agua de lluvia. Propiedades del AguaA) Contenido Isotópico del HidrógenoH1 H2 (deuterio) H3 (tritio) radioactivo, con una vida media de 12.5 años. Se convierte en Helio (3He) y gran parte del tritio se pierde desde la atm hacia el espacio. La concentración del H3 en las aguas naturales (no contaminadas) es muy baja (concentraciones de aprox. 1 átomo de 3H/108 átomos de 1H). En el O2 se conocen 6 isótopos: 14O, 19O Los primeros dos son radioactivos, de vida corta y muy escasos en el agua natural. El contenido isotópico del agua es variable y depende del origen de la muestra (tiempo geológico, temperatura, geología general). Los más comunes son: H218O = 0.20 moles (densidad) % H217O = 0.04 H216O = 0.03 (más común) Cuando las temperaturas descendían el 16O se perdía para la formación de glaciares y se encontraba en mayor abundancia el 18O. A temperaturas bajas 18O > 16O y en temperaturas altas 16O > 18O. Así se pueden saber las condiciones del pasado. B) Calor EspecíficoEs la cantidad de calor (cal) necesarias para aumentar la temperatura 1 oC a 1 g de sustancia. En el agua el calor específico es alto (1.0) tiene una alta capacidad de retener el calor. Tan solo es superado por pocas sustancias como: Amonio liq. = 1.23 Hidrógeno liq. = 3.4 Litio = altas temperaturas Su alto calor específico y alto calor latente de evaporación se debe a la necesidad de altas tasas de energía para romper el enlace hidrógeno en el agua líquida. Debido a su alta capacidad calorífica y retención de calor permite que el medio acuático sea más estable en comparación con la tierra, ya que en el agua el cambio es gradual. La temperatura de la densidad máxima disminuye con la salinidad a razón de 0.2 oC/g/lt. La densidad máxima del agua es a los 4 oC. Dependiendo de la sal varía. El agua marina tiene 35 g/lt de sales y la temperatura a la que alcanza su densidad máxima es de –3.52 oC y su punto de congelación es de –1.92 oC. A mayor presión hidrostática menor es la temperatura de densidad máxima. La temperatura de máxima densidad disminuye casi 0.1 oC por cada 100 m de profundidad. La viscosidad (capacidad de un líquido a fluir) y densidad son afectadas por la temperatura y cantidad de sal. Ejem. > To < viscosidad y < densidad < To > viscosidad y > densidad > sal > viscosidad y > densidad < sal < viscosidad y < densidad Ejem. La densidad del agua es 775 veces mayor que la del aire a temperatura y presión estándar (0 oC y 760 mmHg respectivamente). Todos estos factores determinan la flotabilidad e Hidromecánica de los organismos. C) DensidadDepende del estado: Hielo puro a 0 oC 0.9168 Agua liq. a 0 oC 0.99987 La densidad máxima del agua se alcanza a los 3.94 oC y es de 1.000. La densidad aumenta de manera lineal con respecto a la salinidad del agua. La salinidad en las aguas dulces anda entre los 0.01 y 1.0 g/lt o 0/00 = partes/mil. Cambios de la densidad del agua en función de la salinidad:
A > Temperatura < densidad. |
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